실리콘이여 안녕: MIT, 장내 세균으로 페트리 접시 위에 살아있는 바이오 회로기판 구현

지난 70년 동안 컴퓨터 공학은 실리콘 제단에 무릎 꿇고, 딱딱한 칩 위에 수십억 개의 미세 구리 배선과 트랜지스터를 새겨 넣는 데 몰두해 왔습니다. 하지만 MIT 연구진은 다른 길을 선택했습니다. 자연이 40억 년 동안 세포 화학의 경지를 닦아놓았다면, 박테리아에게 논리 연산을 맡기면 되지 않을까요? 학술지 Nature Chemical Biology에 발표된 획기적인 연구에서 연구진은 모듈식 박테리아 트랜지스터로 조립된 살아있는 바이오 회로기판을 선보였습니다.

MIT 생명공학과 학과장인 크리스토퍼 보이트 교수와 하미드 두스트호세이니 박사후연구원 팀은 구리 도선을 완전히 없앴습니다. 이 살아있는 컴퓨터 내부에서는 전자가 이동하지 않습니다. 대신 한천 배지 위를 퍼져나가는 미세한 화학 신호 분자가 정보의 비트를 전달합니다.

최신 그래픽카드 주문을 취소하기 전에 알아두어야 할 단점이 하나 있습니다. 바로 속도입니다. 실리콘 트랜지스터가 기가헤르츠(GHz, 초당 수십억 번) 속도로 연산하는 반면, 박테리아 트랜지스터는 분자가 확산하고 유전자가 발현되는 시간을 기다려야 하므로 계산 한 번에 두어 시간이 걸립니다.

하지만 MIT 연구진은 생명체의 세계는 나노초 단위로 돌아가지 않는다고 강조합니다. 옥수수 밭이나 숲의 나무는 초당 120프레임의 게임 화면을 구현할 필요가 없습니다. 며칠, 몇 주에 걸쳐 환경 변화를 감지하는 것이 중요합니다. 이 박테리아 회로를 농작물 잎에 코팅하면 해충 침입, 가뭄, 영양 부족을 실시간으로 스스로 감지하고 필요한 생물학적 치료제를 그 자리에서 합성하는 '스마트 잎사귀'가 완성됩니다.

살아있는 세포가 전자 부품처럼 모듈식으로 조립될 수 있음을 입증함으로써, MIT는 스스로 상처를 치유하고, 스스로 여분의 부품을 번식시키며, 수명이 다하면 자연 속으로 100% 무해하게 분해되는 생체 기계의 새 시대를 열었습니다. 무어의 법칙이 드디어 미생물학과 손을 맞잡았습니다.