안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
인공 유전체를 이용해 새로운 생명체를 만들어내는 원리는 필요한 최소한의 유전자만을 컴퓨터로 설계해 화학적으로 합성한 뒤, 효모의 재조합 과정을 거쳐 세포에 이식함으로써 생명체의 운영체제를 교체하는 방식입니다.
먼저, 생명 유지와 복제에 불필요한 유전자를 제거한 다음 생존에 필요한 핵심 유전자만 남긴 최소한의 유전자 지도를 컴퓨터로 설계합니다. 화학적으로 합성한 짧은 DNA 조각들을 한 번에 기다란 전체 염색체로 잇는 것은 어렵기 때문에 유전자 재조합 기술을 활용하여 조각난 DNA들을 효모 세포 내로 주입하면, 효모 고유의 단백질들이 끝부분 서열이 같은 DNA 조각들을 스스로 인지하여 하나의 거대한 인공 염색체로 재조합시킵니다. 조립이 완성된 인공 유전체를 추출하여 수용체 미생물 세포 안으로 주입하며, 이때 수용체 세포가 원래 가지고 있던 천연 DNA는 제한효소 등으로 분해하거나 제거하여 인공 유전체만 세포 내에 남게 만듭니다.
마지막으로 수용체 세포에 남아있던 RNA 폴리머라아제, 리보솜 등이 주입된 인공 DNA의 염기서열을 읽어 단백질을 만들기 시작합니다. 새로 합성된 단백질들이 세포의 대사 작용과 구조를 인공 유전자의 설계대로 전면 재편하면서, 기존 세포는 주입된 유전체 프로그램대로만 움직이는 완전히 새로운 인공 생명체로 탈바꿈합니다.