한국과학기술원(KAIST)은 생체 부산물을 연료로 사용해 스스로 움직이는 세포로봇을 개발했다고 30일 밝혔다.

전 세계적으로 마이크로·나노급 입자 기반 비(非) 생명체 자가 추진 로봇 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 세포 등 생명체를 이용한 세포로봇 연구는 초기 단계에 머물러 있다.

화학과 최인성 교수 연구팀은 외부 동력 장치나 복잡한 기계 구조 없이 세포 기반 시스템으로 자율적으로 이동하는 세포 로봇을 고안했다.

우선 생명체 스스로 물질을 만들어내는 효모에 주목했다.

효모(이스트)는 포도당을 분해해 에너지를 얻는 대사 과정에서 알코올(에탄올)을 부산물로 생성하는데, 이때 생성된 알코올을 활용해 효모 표면에 나노미터 두께의 껍질을 만들었다.

알코올 산화효소 등을 통해 효모의 포도당 분해 반응을 유도하는 방법으로 세포를 감싼 껍질 구조를 만들고 여기에 생체 부산물인 요소(사람과 동물 체내에서 단백질을 분해하면서 생기는 노폐물)를 분해하는 효소를 붙여 세포의 움직임을 관찰했다.

요소를 분해하는 효소가 촉매 역할을 해 세포로봇이 스스로 움직일 수 있도록 구동력을 만든다고 연구팀은 설명했다.

이번 연구의 제1 저자인 KAIST 김나영 박사과정은 "세포 주위에 존재하는 생체부산물을 통해 자가 추진하는 생체 친화적인 기술"이라며 "생체 내 정밀 약물 전달시스템 등에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스' (Science Advances) 지난 25일 자 온라인판에 실렸다.