인공생명체가 종에 미치는 영향

과학자들은 소아마비 바이러스가 시험관의 화합물에서 자동으로 복제될 수 있다는 사실을 예기치 않게 발견했습니다. 이로부터 미국 록펠러 대학의 생물학자 Elbert Liebchet는 특정 화학 반응을 사용하여 살아있는 세포처럼 스스로 자랄 수 있는 생명체를 만들도록 영감을 받았습니다.

현지 시간으로 2004년 12월 21일, 리브셰 박사가 이끄는 연구팀은 인공생명 창조 시도가 실험 단계에 진입했다고 발표했다. 이러한 인공 유기체를 "소포 생물 반응기"라고 합니다. 이는 일부 낮은 수준의 생물학적 세포와 매우 유사하며 그 구성 요소는 다른 생물학적 물질에서 유래합니다. 부드러운 세포벽은 달걀 흰자위의 지방 분자로 구성되며 세포는 다음과 같이 구성됩니다. 대장균과 같은 살아있는 유기체에서 얻습니다. 많은 과학자들은 인간이 결국 새로운 종에 대한 통제력을 상실할 수 있다고 우려하고 있다.

미국 과학자들은 산업적, 의학적 가치를 지닌 '인공세포'를 만들고 있는데, 이는 인간이 인공생명을 탐구하는 중요한 단계를 예고하고 있다. 크레이그 벤터(Craig Venter)는 합성생물학 분야에서 합성 게놈을 활용한 종합 인공 설계 및 인공 생물학적 시스템 개발의 새로운 시대를 열었습니다.

우리 모두 알고 있듯이 살아있는 유기체가 되기 위해서는 생명의 필수 특성 중 하나인 단백질을 생산하는 생물학적 시스템이 있어야 합니다. 보도에 따르면 미국 록펠러 대학의 과학자들은 단백질을 생성할 수 있는 생체분자의 혼합물을 기름에 부유시켜 작은 입자를 형성했다고 합니다. 그런 다음 그들은 비누막과 같은 인지질 분자의 두 층으로 입자를 감싸서 세포막과 같은 생체 분자 혼합물을 둘러쌌습니다.

관찰 결과, 분자막으로 싸인 뒤 생체분자가 단백질을 계속 생산하는 시간이 두 배로 늘어나는 것으로 나타났다. 시간을 더 연장하기 위해 과학자들은 알파 헤모리신이라는 단백질의 생산을 조절하는 "세포"에 박테리아 유전자를 추가했습니다. 단백질은 통 모양으로 되어 있어 세포막에 삽입되어 작은 구멍을 형성할 수 있다. 이 작은 구멍을 통해 환경 중의 영양분이 '인공세포' 안으로 들어가면서 자동으로 단백질을 만드는 원료가 보충된다. 세포"는 며칠 동안 단백질을 생산할 수 있습니다. 연구원들은 이 "인공 세포"가 산업적, 의학적 가치가 있는 단백질을 생산하는 소형 "공장"처럼 작동할 수 있다고 말합니다. 이번 연구의 세부 내용은 미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재될 예정이다. 생명에는 용기가 있어야 합니다. 생명은 신진대사를 거쳐 저장되고 복제될 수 있습니다.

실험 결과로 볼 때 리엡셰 연구팀은 인공세포를 만드는 데 성공한 것으로 보인다. 그러나 실제로 이러한 실험의 생물반응기는 "살아있다"고 말할 수 없습니다. 왜냐하면 이러한 합성 캡슐은 구성된 화합물 내에서 단지 며칠 동안만 생존할 수 있기 때문입니다. 하지만 이번 연구는 새로운 생명체를 만드는 것을 목표로 하는 합성생물학이라는 새로운 분야와는 한 걸음 더 나아간 것에 불과하다. 리프셰는 영국 BBC와의 인터뷰에서 이렇게 말했습니다. "만약 이것이 가능하다면 우리는 삶이 무엇인지 다시 생각해야 합니다. 이것은 과학적인 질문이라기보다는 철학적인 질문입니다. 나에게 인생은 기계, 즉 기계에 의해 통제되는 기계와 같습니다. 컴퓨터 프로그램 그 이상은 아닙니다.”

원자력 기술과 마찬가지로 이 신기술에도 엄청난 잠재적 이점과 많은 위험이 있습니다. 그러한 유기체가 일단 만들어지면 자연에서는 결코 볼 수 없는 일을 하도록 만들어질 수 있습니다. 예를 들어, 이러한 유기체는 원유로 오염된 바닷물에 투입될 수 있으며, 원유를 모두 먹어서 해수에 있는 원유가 소화되면 즉시 죽을 수 있습니다. 위험은 인간이 만든 것이지만 살아 있고 환경에서 물질적 구조를 취할 수 있다는 사실에서 비롯됩니다. 스스로를 만들고, 복제하고, 진화하세요.

리브셰가 실험을 통해 만들어낸 생명체 중 일부는 생물학적 거대분자의 기본 구성요소일 뿐, 생명과는 거리가 멀다고 해야 할 것이다. 그렇다면 인생이란 무엇입니까? 과학자들은 여전히 ​​생명의 정의에 대해 몇 가지 세부 사항에 대해 논쟁을 벌이고 있지만 생명에는 최소한 세 가지 특성이 있어야 한다는 점에는 모두 동의합니다. 첫째, 생명에는 세포의 세포막, 인체 등과 같은 용기가 있어야 합니다. 생명체는 효소의 촉매 작용 하에 환경과 물질 및 에너지를 교환할 수 있어야 합니다. 셋째, 생명체는 저장 및 복제가 가능한 화학적 지시사항을 갖고 있으며 이러한 지시사항은 생명 활동을 제어하고 유전을 복제할 수 있습니다.

이 세 가지 기본 요소는 실험실에서 성공적으로 시뮬레이션되었습니다. 비록 시뮬레이션 실험이 가장 기본적인 단일 문제 중 일부를 해결했지만 과학자들은 여전히 ​​인공 생명체를 만들 준비가 되어 있다고 주장합니다. 얼마 전 유럽연합은 이 분야 연구를 수행하기 위해 900만 달러의 특별 기금을 할당했습니다. 이 연구 계획의 틀 안에서 그들은 또한 이탈리아 베니스에 유럽 생명 공학 센터라고 불리는 세계 최초의 인공 생명 연구 기관을 설립했습니다. 미국 매사추세츠 종합병원의 미생물학자인 마틴 한젝(Martin Hanzek)은 이제 실용적인 연구를 시작하고 포괄적인 실험에 착수해야 할 때라고 믿습니다. 이 실험이 성공하면 인간 생명 공학의 새로운 시대가 열릴 것입니다.

어떤 인공생명체라도 지구상에 존재하는 생명체와는 전혀 다른 생명체로 진화해 인간이 통제할 수 없는 생명체가 될 수도 있다. 다윈의 진화론에 따르면 오늘날의 다채로운 생물학적 세계는 모두 공통조상, 즉 원시생명체로부터 진화한 것이다. 원시 생명체는 어떻게 생겨났는가? 이것은 과학계를 어리둥절하게 만든 미스터리였습니다.

50년 넘게 과학자들은 이 미스터리를 풀기 위해 '인공생명체'를 탐구해 왔습니다.

이미 2001년 11월 21일, 세계적으로 유명한 유전자 전문가이자 미국 기업 셀레라(Celera)의 전 회장인 크레이그 벤터(Craig Venter)는 인공합성을 활용한 새로운 연구를 발표했다. 자연에 존재하지 않는 실험실의 종. Venter의 협력자에는 1978년 노벨 생리의학상 수상자이자 DNA 조작의 대가로 인정받는 유전학자 Hamilton Smith가 있습니다. 미국 에너지부 역시 연구를 위해 총 300만 달러를 아낌없이 할당했습니다.

새로운 연구 계획은 마이코플라즈마 제니탈리움(Mycoplasma genitalium)을 연구 대상으로 삼는다. 이 박테리아는 인체에 ​​기생하지만 질병을 일으키지 않으며 염색체가 1개뿐이며 517개의 유전자를 가지고 있는 것으로 알려진 미생물이다. 게놈. Venter 등은 먼저 천연 마이코플라스마 제니탈리움 세포에서 모든 유전 물질을 제거한 다음 박테리아의 생존에 필요한 최소한의 유전자를 포함하는 인공 염색체를 합성할 계획입니다. 인공 염색체는 결국 유전 물질이 제거된 속이 빈 마이코플라스마 제니탈리움 세포에 주입되어 인공 세포가 생존하고 번식할 수 있는지 여부를 추가로 연구하게 됩니다.

벤터는 그들의 연구가 순전히 기초적이라고 설명했다. 이는 완전히 새로운 유기체를 완전히 인공적으로 창조하는 것이 아니라, 생체를 더 크게 변형시키는 것이다. 그는 이 연구가 세포 생존에 가장 중요한 조건에 대한 이해를 근본적으로 향상시킬 수 있다고 믿습니다. 예비실험이 성공하면 장기적인 비전은 화력발전소에서 배출되는 이산화탄소를 분해하거나 연료로 사용할 수 있는 수소를 생산하는 등 새로운 기능을 지속적으로 추가해 바이오에너지 생산 방안을 찾는 것이다. 저비용 고효율의 새로운 탈출구. 미국 에너지부가 기꺼이 비용을 지불할 의향이 있는 것은 주로 연구의 장기적인 잠재력 때문이라고 합니다.

전문가들은 이 신기술의 무한한 이점을 보고 있지만, 많은 사람들은 그것이 인간 윤리에 미칠 수 있는 영향과 인간이 결국 새로운 종에 대한 통제력을 상실할 가능성에 대해 우려하고 있습니다. 왜냐하면 어떤 인공생명체라도 지구상에 존재하는 생명체와는 전혀 다른 생명체로 진화하여 통제할 수 없는 생명체가 될 수도 있기 때문이다.

이와 관련하여 캘리포니아대학교 분자생물학 교수인 데이비드 디머는 인간이 만든 그 어떤 것도 30억년 동안 자연에서 진화해 온 생물체와 경쟁할 수 없다고 믿습니다. 그리고 과학자들은 또 다른 보호막을 설계하고 있습니다. 즉, 모든 인공 생명체는 자연에 존재하지 않는 화학 물질에 의존하게 될 것입니다. 이러한 중요한 화학 물질이 제거되면 인공 생명체는 죽게 됩니다. 따라서 인공생명이 통제를 벗어날 위험은 극히 적습니다.

벤터 자신은 연구에 포함된 기술이 이론적으로 새로운 질병을 일으키는 박테리아를 생성하거나 심지어 생물학적 무기를 개발하는 데 사용될 수 있음을 인정했습니다. 그러나 그는 공개해야 할 연구의 세부 사항을 신중하게 고려하고 실험 중에 새로 생성된 박테리아가 실험실의 '따뜻한 배양액'에서만 생존할 수 있도록 구체적인 조치를 취할 것이라고 말했습니다. "악마 박테리아"가 되지 마세요.