미네소타 대학교의 케이트 아다말라(Kate Adamala) 교수가 이끄는 연구팀이 비생물학적 물질로 구성된 합성 세포를 성공적으로 만들고, 이 세포가 성장하고 DNA를 복제하며 분열하는 모습을 관찰했습니다. 이는 생명체의 핵심 기능인 세포 주기를 실험실에서 재현한 최초의 사례로, 무생물에서 생명을 만들어낼 수 있다는 개념 증명에 한 걸음 더 다가선 것으로 평가됩니다.
연구팀은 지질막으로 둘러싸인 속이 빈 주머니인 리포솜(liposome)을 세포의 몸체로 사용했습니다. 이 안에 DNA 복제 시스템과 36가지 효소 팩을 포함한 다양한 생체 분자들을 조립했습니다. 특히, DNA를 RNA로 전사하고 단백질을 만드는 유전 시스템이 함께 작동하도록 미세 조정했습니다. 이 합성 세포는 스스로 대사 활동을 하거나 폐기물을 제거하지 못하며, 지속적인 영양분과 리보솜(ribosome) 공급이 필요하지만, 생명체와 유사한 행동을 보인다는 점에서 기존의 어떤 인공 세포보다 진보한 형태입니다.
이번 연구는 생명체가 어떻게 시작되었는지, 생명을 유지하는 데 필요한 최소한의 조건은 무엇인지 등 근본적인 질문에 대한 통찰을 제공합니다. 또한, 설계된 대로 작동하는 합성 세포는 바이오 연료, 신약, 신소재 개발 등 다양한 분야에서 맞춤형 생산 시스템으로 활용될 잠재력을 가집니다. 연구팀은 모든 분자 부품을 실험실에서 직접 제작했기 때문에, 구성 요소를 자유롭게 변경하며 세포의 기능을 조절할 수 있는 유연성을 확보했습니다. 이는 합성 생물학 분야의 오랜 목표인 '죽은 구성 요소로 살아있는 것을 만드는' 성배에 한층 더 가까워진 중요한 진전입니다.