What Chemisty Can Do In The Future

목차

1. 기본적 소개

2. 현재의 연구동향

3. 앞으로의 전망과 가능성

본문내용

개가 될 것이다. 게다가 이들 단백질을 식별해내는 것으로 충분하지 않다. 그들의 구조와 기능을 규명하고, 그 발현과 상호작용을 연구해야 한다. 이 모든 작업이 한 프로젝트 속에 집결되는 것이다.
3.2. 환경문제의 개선
Naval Research와 Duke University 과학자들에 의해 개발된 새로운 기술은 특정한 화학적 인자와 생물학적 인자가 존재할 경우 식물의 색깔을 변화시킬 수 있었다고 발표하였다. 이번 연구의 책임자인 Dr. Keith Ward는 이번 연구 성과는 다양한 사용 처에 응용될 수 있다고 보고하였다. 연구진은 이 기술이 당뇨병을 모니터 하는 데 이용될 수 있는 당-반응성(glucose-sensing) 단백질, 또는 미국 해군의 해저 로봇이 해저에 위치한 폭발물의 무장 해제하는 데 이용될 수 있는 TNT-반응성(TNT-sensing) 단백질에도 사용될 수 있을 것으로 전망하였다.
Duke 대학의 Dr. Homme W. Hellinga교수에 의해 새로 재설계된 단백질은 TNT에서부터 일련의 신경계 질환의 원인으로 간주되고 있는 신경성-전달자(neuro-transmitter)인 세로토닌(serotonin)에 이르기까지 거의 모든 것을 검출(detect)할 수 있었다. 연구진은 페리플라스믹(perilplasmic) 결합 단백질이 그들의 요철구조물에 딱 맞는 특정 분자를 인식했을 때에만 행동하는 E.coli를 이용해서 연구 시작하였다.
이 연구의 목적은 TNT와 같은 서로 다른 물질을 인식할 수 있도록 단백질을 변경하는 것이었다. 새로운 컴퓨터를 이용한 방법은 설계자가 훨씬 더 쉽게 매치(match)할 수 있게 하였다. 연구진들은 ,TNT와 같은, 연구진이 단백질이 결합하기 원하는 물질을 택하여 각기 다른 종류의 아미노산을 가지고 단백질 덩어리를 만들기 위해 수 십억번의 조합을 시도하였고 이중 어떤 조합이 TNT와 최선의 결합을 하는 가를 밝혀내었다. 그리고 난 후에, 연구진은 그 아미노산 결합을 전통적인 기술을 적용하여 단백질 덩어리로 성장시킬 수 있었다. 단백질의 그 단백질의 감지(sensing) 능력을 측정하기 위해서, 형광자(fluorophore)라 불리는 형광물질을 표적물질이 단백질에 부착되었을 때에만 성장하는 단백질에 부착했었다.
이같은 연구가 계속 진전되면 화학 공장 주위의 지하수 오염을 탐색할 수 있는 식물이 색깔을 변화시켜 이에 반응함으로써 오염물질을 쉽게 탐지 할 수 있는 기술 등이 가까운 미래에 실현될 전망이다.
3.3. 단백질을 이용한 정보 저장
현재 우리는 원하는 정보를 저장하기 위해 세라믹같은 반도체를 주로 사용하고 있다.
그러나 반도체를 이용한 정보저장은 분자의 크기와 전기저항 등의 문제로 일정한 한계를 가지고 있다. 현재 기술적으로 집적할 수 있는 메모리소자는 1기가 바이트(Gb) 정도. 이 같은 기존 메모리소자의 한 계를 극복할 수 있는 방법으로 생물전자소자를 연구하고 있다.
생물전자소자란 생물분자를 이용하여 생체기능의 모방을 통해 제작된 소자를 말한다.
이들 단백질을 이용한 메모리소자는 3~4나노미터(nm)로 작은 생물분 자의 크기 덕분에 기존보다 1000배많은 정보저장용량을 구현할 수 있다.
이 같은 `바이오 메모리`와 함께 바이오 논리회로, 바이오 센서기술을 합하면 미래에는 바이오로봇의 두뇌에 해당하는 CPU(중앙 연산처리장치)를 만들어낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.
현재 이 연구를 진행중인 서강대 생물전자 및 생물정보학 연구실에서는 "가로세로 1㎝기판에 4테라바이트(Tb)의 정보까지 집적가능하다. 현재 진행중인 생물전자소자에 대한 과학자들의 연구가 성공적일 경우 20년안에 생물소재만으로 이루어진 바이오컴퓨터의 등장도 가능할 것이다."라고 했다.
이 같은 소자개발을 위해 화학공학, 생명공학, 전자 공학, 및 기계공학적 지식을 통합한 학제간 연구방식을 택해야 할 것이다.
또 생체물질을 이용한 메모리소자 이외에도 바이오 논리회로, 태양전지의 제작, 바이오센서와 단백질칩에 대한 연구도 많이 이루어질 것이다.
·Reference and Website
과학동아 편집부, 생명코드 AGCT, 아카데미서적,1999
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