박테리아는 살아있는 극소형 모터?

"박테리아로 극소형 모터를 만든다."살아있는 박테리아를 움직이는 기계장치의 모터로 활용하는 소설 같은 연구가 아칸서스대 김진우(농생명공학과), 스티브 텅(기계공학과) 교수에 의해 진행되고 있다.

마이크로미터에서 밀리미터 규모의 동역학 시스템을 제조하는 멤스(MEMS) 기술과 세포생물학을 접합한 이 바이오멤스 장치는 약물 전달체나 DNA 염기서열 분석에 이용될 수 있다.

'박테리아 모터'의 개념은 편모운동으로 움직이는 박테리아의 특성을 이용한 것. 박테리아는 편모를 채찍질하듯 움직이면서 나아가는데 한 방향으로만 도는 변종을 만들 수 있다. 텅 교수는 "한 개 박테리아는 모터나 펌프가 될 수 있고, 같은 방향으로 움직이는 많은 박테리아는 컨베이어벨트 역할을 할 수 있다"고 말한다.

그러나 박테리아는 '먹여 살려야' 한다. 텅 교수는 "박테리아의 배양에 대해선 잘 알려져 있고 그다지 어렵지 않은 일"이라고 말한다.

그는 "박테리아가 도망가지 않도록 멤스 장치에 잘 붙들어 놓기만 하면, 영양분을 제공하지 않아도 저장된 글리코겐을 에너지로 삼아 수시간∼수일간 운동을 계속했다"고 말한다.

남은 과제는 박테리아를 산 채로 바이오멤스 장치에 가둬두는 것. 전통적인 제작공정은 열과 화학물질을 내기 때문에 박테리아에는 치명적이다. 공학자들이 생물학에 눈을 돌리는 것은 기존의 마이크로 모터는 저항을 크게 받아 높은 전압이 필요하고, 제대로 작동되지 않기 때문이다.

/김희원기자