[1분과학] 앞으로 우리 몸속을 돌아다닐 로봇들!

 

 

 

안녕하십니까.

저희 1분과학에서는 비영리 과학단체에서 나온

인류애가 담긴 연구를 하나 소개해드리려 합니다.

 

우리나라에서 가장 많은 사람을 죽이는 암!

우리 몸의 모든 세포는 시간이 지나면

상처가 나고 재기능을 못하게 되기 때문에

정상적인 세포는 자신을 복제하며 새로운 세포를 만들어 기능을 유지합니다.

 

그런데 규칙을 지키지 않고 미친 듯이 분열하는 세포가 있습니다.

그게 바로 암!

그래서 이렇게 빠르게 분열하는 세포가 더 이상 분열을 하지 못하도록 하는 항암제를 투여하는데

이때 문제가 발생합니다.

 

항암제는 암세포뿐 아니라

우리 몸에 빠르게 분열하는 다른 세포들에게도 영향을 주기 때문입니다.

그래서 빠르게 분열하던 머리카락을 만드는 세포도

분열을 더 이상 못해 머리가 다 빠지고

입 안이 헐고

위장 점막 세포도 헐고

심장도 헐고

콩팥, 폐, 간 등 여러 장기에 영향을 미칩니다.

 

그래서 DW씨는 생각했습니다.

‘딱 암세포들에게만 항암제를 투여할 수 있다면 어떨까?’

‘암세포가 모여있는 곳에만, 국소적으로 수류탄을 던지는 게 어떨까?’

‘초소형 로봇이 항암제를 직접 그곳으로 배달해주면 어떨까?’

‘근데 그 로봇이 귀여우면 어떨까?’

‘물고기 모양으로 해볼까?’

‘꽂게 모양으로 해볼까?’

‘아니면... 나비 모양으로 해볼까?’

 

그렇게 초소형 배달 로봇이 탄생했다.

1mm를 100등분 한 크기의 이 로봇에

산화철 나노입자를 달아 자성을 띠게 만들어

연구원들은 자석을 이용해 이 로봇이 암세포가 있는 곳까지 갈 수 있게 한다.

 

암세포는 주변을 산성으로 만들며 다른 정상 세포를 공격하는데

이 초소형 로봇은 주변 환경이 산성이 되면 몸이 풀어지면서

가지고 있던 약을 배출하는 원리로 암세포를 치료한다.

 

실험 결과 아주 작은 입자를 물고 있던 꽂게는 목적지에 도착하자

손에서 입자를 내보냈고

초소형 물고기는 입을 벌려 갖고 있던 물질을 내보냈다.

이게 상업화되기 위해선 해결해야 할 문제가 많지만

귀엽지 않은가?

 

 

그리고 또 다른 초소형 로봇, Xenobot이 있다.

이 로봇은 세계 최초 살아있는 로봇으로 유명한데

이 초소형 로봇은 개구리의 배아에서 추출한 심장세포와 피부세포로 이루어져 있다.

 

이 두 종류의 세포를 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 특별한 방식으로 배치했고

심장세포가 수축 이완을 하면

피부세포로 이루어진 몸통이 전진하는 형태를 갖고 있는데

1mm도 안 되는 크기의 이 로봇은

인체 내부를 이동할 수 있고

음식을 섭취하지 않아도 며칠간 살면서 자가 치유까지 가능하다.

 

이 로봇은 전통적으로 만들던 로봇도 아니고

그렇다고 유기체 동물도 아닌

그 중간쯤에 있는 살아있는 로봇으로

연구를 이끈 조시 봉가드 교수는

이 세포 덩어리를 ‘프로그래밍이 가능한 유기체’라고 불렀다.

 

그fjs데 최근 연구진들은

이 로봇이 자가복제까지 가능하다고 말했다.

스스로 주변의 다른 세포들을 모아 새끼 로봇까지 만들 수 있다는 것이다.

 

줄기세포들이 흩어져있는 배양접시에 제노봇을 넣자

이들은 무리를 지어 움직이면서 흩어져있는 세포들을 모아

새로운 세포 덩어리를 만들었고

이 세포 덩어리들은 다시 생체로봇이 되었다.

 

조시 봉가드 교수는

‘하나의 부모 로봇이 덩어리를 만들기 시작하면

또 다른 부모 로봇이 더 많은 세포를 그쪽으로 밀어주며

자식 로봇을 만들었다’고 말했다.

 

그러나 이 복제과정은 한계가 있었다.

뭉쳐진 세포 수가 50개 미만인 덩어리는 기능을 하지 못하고 죽게 되는데

부모 로봇이 만드는 자식 로봇은 세포 수가 점점 적어진다는 것이다.

 

그래서 이들은 자식 세대를 1세대에서 2세대 정도까지만 만들고 복제를 그쳤다.

그렇다면 어떻게 더 많은 세대에 걸쳐 복제하게 할 수 있을까?

 

연구진은 이를 알아내기 위해 세포의 진화 모델 알고리즘을 개발했고

수십억 가지의 모양을 테스트한 결과 흥미롭게도

고적 게임 ‘팩맨’과 비슷한 ‘C’자 모양의 세포 덩어리가

가장 많은 세대를 낳는다는 것을 알아냈다.

 

이렇게 만든 제노봇은 원래 제노봇의 두 배인 최대 4세대까지 복제할 수 있었다.

연구진은 이를 통해

지구의 최초 생명체가 어떻게 자기 복제를 하기 시작했는지

그리고 의료계에서는

이러한 자가복제 방식을 이용해 향후 상처나 암, 노화, 선천적 기형 등

다양한 질병을 치료할 때 좀 더 효율적인 치료법을 개발할 수 있을 것이라 기대하고 있다.

 

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