인류가 지구에 미치는 영향은 막대하다. 경작지가 농업을 위해 변형되었다. 플라스틱이 지구를 어지럽힌다. 바로 대기가 탄소 배출과 온실 가스로 온난화되어 우리를 덥게 만들고 있다.

 

이러한 복잡한 문제에 대한 해결책을 생명 자체의 구성 요소에서 찾을 수 있다면 어떨까?

 

Ginkgo Bioworks의 공동 설립자인 Reshma Shetty는 “우리의 많은 문제는 오늘날 우리가 물건을 만드는 방식에서 비롯된다. "그래서 생물학이 근본적으로 정말 잘하는 것이 무엇인지 생각해보면 물건을 잘 만드는 것이다."

 

인생은 물건을 만드는 데 능숙하지만 작업하기가 어렵다. 살아있는 유기체는 대부분 인간이 만들고 싶어하는 것이 아니라 스스로를 더 많이 만들고 싶어한다.

 

이것이 Ginkgo Bioworks가 존재하는 이유이다. 혁신가와 기업가가 생물학적 플랫폼으로 작업할 수 있도록 하는 도구를 제공하고 합성 생물학을 사용하여 플라스틱을 먹는 미생물에서 더 나은 미용 제품에 이르기까지 모든 것을 만들 수 있다.

 

DNA의 어려움

 

합성 생물학은 DNA를 사용하여 새로운 것을 설계하고 만든다. 모든 생명체 안에는 세포가 있고 그 세포 안에는 DNA로 쓰여진 유전적 청사진이 있다고 Shetty는 말한다. DNA는 세포에 단백질을 만들도록 지시한다.

 

우리가 그 능력을 활용할 수 있다면 DNA를 다시 작성함으로써 세포가 우리를 위해 일하게 하여 실험실에서 기른 고기, 신약 또는 물을 덜 필요로 하는 작물을 만들 수 있다.

 

그러나 합성 생물학에는 유망한 잠재력이 있지만 큰 문제가 있다.

 

Ginkgo Bioworks의 공동 설립자이자 합성 생물학의 선구자인 Tom Knight는 "우리는 세포가 어떻게 작동하는지 자세히 이해하지 못한다."라고 말한다.

 

Knight는 이러한 모든 중요한 세부 사항을 이해하는 데 훨씬 더 가까워지고 있다고 말한다. 그러나 합성 생물학에서의 작업은 여전히 어려운 과제이다.

 

DNA에는 A, C, G, T의 네 가지 염기만 있지만, 마치 꼬인 이중 진주 목걸이처럼 거의 무한한 조합으로 함께 연결되어 다양한 자연 배열을 만든다.

 

"우리는 이러한 복잡한 생물학적 시스템을 분해하고 자연이 실제로 자체적으로 수행하지 않는 다양한 방식으로 결합하고 있다."라고 Knight는 말한다.

 

이 DNA로 손으로 작업해야 하는 것은 매우 느리게 진행된다. 그래서 Ginkgo Bioworks는 합성 생물학에 대한 엔지니어의 접근 방식을 도입했다. Ginkgo는 로봇 공학, 자동화 및 머신러닝을 통합함으로써 세포 프로그래밍 프로세스를 가속화하여 연구원이 이전에는 할 수 없었던 규모와 속도로 실험할 수 있다.

 

그리고 이러한 새로운 도구는 사람들이 혁신할 수 있는 새로운 방법을 제공한다.

 

진화를 가속화하다

 

Ginkgo Bioworks의 합성 생물학 플랫폼에서 시작된 보스턴에 기반을 둔 스타트업 Allonia는 합성 생물학을 사용하여 오염 물질과 오염 물질을 분해할 수 있는 미생물을 설계하고 있다.

 

"Allonia가 하는 일은 자연이 이미 하고 있는 것을 취한 다음 합성 생물학을 사용하여 더 좋고 빠르고 효율적으로 작동하는 것이다."라고 Allonia의 Nicole Richards CEO는 말한다.

 

Allonia의 사명은 쓰레기와 공해가 없는 세상을 만드는 것이라고 Richards는 Chemistry World에 말했다. 미생물과 생물학은 결국 인류가 생성하는 폐기물을 처리하기 위해 진화할 것이지만, Allonia는 그 진화를 지시하고 가속화하려고 한다.

 

그들은 채광 추출, 폐수 오염 제거(오일 샌드 채광으로 남겨진 연못과 같은), 산업의 화학 물질, 코팅 및 플라스틱 분해와 같은 분야에서 맞춤형 미생물 도구를 만들고 있다.

 

Allonia는 잠재적으로 작업에 따라 미생물과 효소의 데이터베이스를 유지하고 맞춤형 버전을 엔지니어링할 수 있는 능력을 보유하고 있다. 그런 다음 고객이 이러한 합성 생물학 솔루션을 유용한 기술 및 감지 기능과 통합된 시스템에 통합하도록 도울 수 있다.

 

Richards는 “은행나무는 우리가 하고 있는 작업에 대한 놀라운 촉매제이다.”고 말한다.

 

더 나은 아름다움을 위한 합성생물학

 

때로는 합성 생물학과 지속 가능성이 화장대 선반에 나란히 놓일 수 있다. 미용 분야에서 제품을 만들기 위한 셀룰러 프로그래밍이 증가하고 있다고 업계 간행물인 CosmeticDesign이 보고했다.

 

세계 최고의 향료, 향료 및 화장품 성분 제조업체인 스위스 기업 Givaudan은 Ginkgo Bioworks의 플랫폼을 사용하여 혁신적이고 지속 가능한 제품 개발을 가속화할 것이라고 지난 여름 Ginkgo가 발표했다.

 

Ginkgo의 도구를 통해 Givaudan은 가장 희귀하고 가장 복잡한 천연 물질을 보다 지속 가능한 버전으로 대체할 수 있다.

 

Givaudan의 생명공학 프로그램 책임자인 Allison Haitz는 "우리는 생물학을 사용하여 지속 가능한 방식으로 더 많은 자연의 경이로움을 발견하게 된 것을 기쁘게 생각한다”고 말한다.

 

생물학을 더 안전하게 만들기

 

물론 합성 생물학에는 잠재적인 어두운 면이 있다. 도움이 되는 생물학을 더 쉽게 조작할 수 있다는 것은 위험한 생물학을 더 쉽게 조작할 수 있다는 의미이기도 하다.

 

Ginkgo Bioworks는 정부 기관인 IARPA(Intelligence Advanced Research Projects Activity)와 협력하여 DNA 합성을 모니터링하는 데 사용할 수 있는 소프트웨어를 개발하고 있다.

 

Ginkgo Bioworks의 공동 설립자인 Jason Kelly는 "이를 컴퓨터 프로그래밍의 맬웨어 탐지기처럼 생각하라. 합성 DNA로 작성된 '프로그램'은 합성되기 전에 우려되는 시퀀스에 플래그를 지정하는 탐지기 소프트웨어를 통과할 것이다."라고 웹사이트에 썼다.

 

Gingko Bioworks는 유전자 효소가 유익한 것을 만들 수 있는지 예측할 수 있는 것과 동일한 기술을 사용하여 유전자 서열이 해를 입히는 데 사용될 수 있는지 예측할 수 있다.

 

“은행나무는 유전 공학 도구의 선도적인 개발자이다. 우리는 이러한 도구가 책임감 있게 사용되도록 해야 할 의무가 있다.”라고 Kelly는 말했다.

 

바이오 미래

 

어려운 과제에는 많은 접근 방식이 필요하며 Ginkgo Bioworks는 플랫폼과 합성 생물학의 잠재력을 누구나 사용할 수 있도록 하기로 결정했다.

 

이는 비단 신생기업, 대기업, 정부기관뿐 아니라 대학, 대학원생, 고등학생 등을 의미한다.

 

공동 설립자인 Shetty는 "처음으로 그곳에서 일종의 길을 볼 수 있었다."라고 말한다. 더 나은 세상을 만들기 위해 생물학의 힘을 활용하는 방법이다.