'살아있는 세포를 이용한 바이오컴퓨터'라 들으면, 실험실 내에 설치된 수조나 대규모 시설에서 배양된 섬세한 세포를 떠올리는 사람도 적지 않을 것입니다. 스페인의 바르셀로나에 위치한 Pompeu Fabra대학의 연구팀이 새롭게 발표한 '종이에 세포를 인쇄하는 장치'는 살아있는 세포와 영양소를 종이에 주입하여 제조되며 실험실이 아닌 환경에서도 안정적으로 작동할 뿐만 아니라 비용도 낮아, 정확한 질병 진단 및 환경 모니터링을 쉽게 할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.
2D printed multicellular devices performing digital and analogue computation | Nature Communications
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21967-x
Universitat Pompeu Fabra (UPF)
https://www.upf.edu/es/inicio/-/asset_publisher/1fBlrmbP2HNv/content/id/244244834/maximized
Universitat Pompeu Fabra (UPF)
El Grupo de Investigación en Biología Sintética para Aplicaciones Biomédicas de la UPF ha diseñado un dispositivo celular con capacidad de computación mediante la impresión de células en papel. Por primera vez, han desarrollado un dispositivo vivo
www.upf.edu
Researchers design a biological device capable of computing by printing cells on paper
https://phys.org/news/2021-03-biological-device-capable-cells-paper.html
Researchers design a biological device capable of computing by printing cells on paper
The Research Group on Synthetic Biology for Biomedical Applications at Pompeu Fabra University in Barcelona, Spain, has designed a cellular device capable of computing by printing cells on paper. For the first time, they have developed a living device that
phys.org
기술의 발달로 스마트폰이나 태블릿 등 첨단 다기능 장치가 일상생활에 친밀해졌습니다만, 질병의 징후를 나타내는 바이오마커로 부담 없이 자신의 건강상태를 검사하는 기술의 보급에는 이르지 않았습니다. 바이오마커를 검출하는 장치로는 살아있는 세포를 이용한 바이오컴퓨터가 개발되고 있지만, 기존의 바이오컴퓨터는 '실험실 내처럼 관리된 특정 조건과 전문적인 지식이 필요하다'는 과제가 남아있습니다.
Pompeu Fabra대학이 이번에 발표한 장치는 다양한 종류의 살아있는 세포와 영양분을 잉크 대신 종이에 인쇄하는 바이오컴퓨터입니다. 종이에 봉입된 세포는 종이 속에서 성장하고 일종의 전자회로와 같은 구조를 형성하여 바이오마커를 감지한 후 신호를 발신할 수 있습니다. 또한 종이에 인쇄되기 때문에 처리가 용이하고 비용도 매우 낮게 할 수 있다고 합니다.
논문의 대표저자인 Sira Mogas-Díez 씨는 종이에 인쇄 가능한 바이오컴퓨터를 "확장 가능한 모델을 설계하고 싶었기 때문에, T셔츠에 그림을 인쇄하는 것처럼 제조할 수 있는 시스템을 채용하려고 노력했습니다. 우리가 개발한 장치는 세포용 잉크로 물들이듯 세포를 침착시켜 임의의 형상을 만드는 것입니다. 이렇게 하면 기존의 바이오컴퓨터와는 달리 일반 냉장고에 보관하거나 냉동실에 장기 보존할 수 있게 되었습니다"라고 설명합니다.
논문의 공동저자 Javier Macía 씨는 "이것은 살아있는 세포와 그것을 지지하는 종이를 하드웨어로 구축해, 세포를 배치하는 구조가 소프트웨어로 작동하는 컴퓨터"라고 말합니다.
Mogas-Díez 씨 연구팀은 이미 이 기술을 이용하여 유해물질인 수은을 검출하는 센서와 오염수에 포함된 콜레라균을 검출하는 바이오센서를 개발했습니다. 콜레라균이 일으키는 수질오염은 연구시설이나 전문가가 적은 개발도상국에서 자주 문제가 되기 때문에 저렴하게 대량생산할 수 있고 취급도 간단한 바이오컴퓨터의 활약이 특히 기대된다고 연구팀은 전망합니다.
또한 연구팀이 개발한 바이오컴퓨터를 사용하면 자간전증이라는 임신합병증 위험의 측정도 가능하다고 합니다. 자간전증의 특정에는 다양한 바이오마커를 대상으로 한 복잡한 검사가 필요하지만, 적절한 세포가 배치된 바이오컴퓨터라면 복잡한 검사가 불필요합니다.
마시아 씨는 "문제는 아직 많이 남아있지만, 초기 연구결과에 의하면 생체장치가 일반적으로 시판되어 이용될 수 있을 것이라는 전망이 나와 있다"며 실용화에 대한 기대를 내비쳤습니다.
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