인공적으로 합성된 대장균(E. coli) 유전체가 제작됐다.

유전 암호(genetic code)를 분석 재구성해 살아있는 유기체를 자연이 아닌 인간이 시작부터 끝까지 인공적으로 구성한 사례다.

영국 분자생물학 MRC(Medical Research Council of Molecular Biology)연구자들이 발표한 해당 논문은 네이처지에 게재됐다.

생물체 게놈(genome)은 아데닌 (A), 티민 (T), 구아닌 (G) 및 시토신 (C)의 네 가지 뉴클레오티드 염기로 이루어진 유전자로 구성된다. 대부분의 생물체에서 이러한 뉴클레오타이드 염기는 세개의 ‘코돈 (codons)’, 64개 그룹으로 묶인다.

각각의 3 글자 조합은 20개의 아미노산 중 하나에 해당하며 차례로 함께 묶여 단백질을 형성한다. 61개 코돈은 20개의 아미노산을 생산하며, 마지막 3 개는 생산 종료를 알리는 정지 코돈이다.

연구 책임자인 제이슨 친(Jason Chin) MRC 연구소 분자생물학자는 유전 암호의 모든 중복에 대해 연구해왔다.

연구자들은 64개 코돈이 모두 생명을 생성하는 데 필요한지 물었다. 의문을 해결하기 위해 연구팀은 유기체가 필요로하는 모든 아미노산을 만들기 위해 61코돈만 사용하는 새로운 대장균를 개발하기 시작했다. 연구팀은 기본적으로 6 개가 아닌 4 개의 코돈으로 단백질 생합성에 필요한 아미노산인 세린(serine)을 만들고 3 개 대신 2 개의 종결 코돈을 사용하여 DNA 염기서열을 간소화했다.

이 기술로 그들은 대장균 유전 암호를 완전히 새롭게 디자인하고 ‘Syn61’이라고 이름을 붙였다. 다음 과제는 실제로 박테리아를 만드는 것이다. 게놈은 너무 복잡해 한 번에 대장균으로 옮길 수 없었기 때문에 연구진은 작은 세그먼트로 게놈을 만들고 원래의 게놈 조각을 자연 조각이 남지 않을 때까지 교체했다. 대장균은 번식 속도는 느리지만 생존했다.

논문을 검토한 ICL(Imperial College London)의 합성생물학센터 소장 톰 엘리스(Tom Ellis)는 4백만개 염기쌍을 가진 인공 게놈이 합성 될 수 있음을 제시한 합성유전체학 분야의 흥미로운 결과라고 기즈모도(Gizmodo)에서 밝혔다.

연구팀은 대장균 게놈을 간소화해 더 많은 중복을 제거하고 유전 암호를 단순화할 예정이다.