단백질 만드는 나노로봇 ‘눈앞’
네이처, ‘분자기계’ 개발 25년사 조명
한 로봇이 트랙을 따라 움직이다가 잠시 멈춘다. 팔을 뻗어 앞에 놓인 부품을 들어올리기 위해서다. 로봇은 들어 올린 부품을 등으로 옮긴다. 그리고 등 위에 짊어지고 있는 정교한 구조물과 결합시킨다.
이 작업이 끝난 후에는 다시 앞으로 나아간다. 그리고 앞에서 한 과정을 다시 반복한다. 흥미로운 사실은 로봇이 일하고 있는 라인이 수 나노미터에 불과하다는 것이다. 로봇이 들어 올리고 있는 부속품은 ‘아미노산(amino acids)’이다.
로봇이 만들고 있는 것은 작은 ‘펩티드(peptide)’다. 두 개 이상의 아미노산이 펩티드 방식으로 결합한 화합물을 말한다. 아미노산이 2개일 때는 ‘디펩티드’, 3개일 때는 ‘트리펩티드’, 4개는 ‘테트라펩티드’, 더 많은 아미노산을 연결한 것을 ‘폴리펩티드’, 혹은 ‘단백질’이라고 한다.
맨체스터 대에서 ‘분자기계’ 조립 중
지난 주말 ‘네이처’ 지는 영국 맨체스터 대학의 화학자 데이비드 리(David Leigh) 교수 연구팀이 펩티드와 단백질을 만들 수 있는 로봇을 개발 중에 있다고 전했다. 이 로봇은 지금까지 만들어진 ‘분자기계(molecule-scale machine)’ 가운데 가장 정교하게 만들어진 것이다.
20여년 동안 계속돼온 ‘분자기계’ 연구가 최근 급진전되면서 불가능할 것처럼 여겼던 나노로봇 시대를 앞당기고 있다. 사진은 맨체스터 대학에서 개발 중인 ’분자기계 ‘ 모형도. 단백질을 만들 수 있는 기능을 지니고 있다. ⓒmanchester.ac.uk/
‘분자기계’이란 나노 차원의 정교한 기계를 말한다. 세포 내에서 여러 가지 단백질들이 기능적으로 움직이고 있는 것처럼 조종할 수 있다고 해서 ‘분자 기계’란 이름을 붙였지만, 정확히 번역하면 ‘분자 크기의 기계’란 의미다.
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