(MIT researchers have proposed a method to grow plant-based materials, like wood and fiber, and have demonstrated the concept by growing a culture of wood-like cells from zinnia leaves, pictured. Credit: Massachusetts Institute of Technology)
최근 세포 배양 방식의 인공 고기가 관심을 끌고 있는데, MIT의 과학자들은 전혀 새로운 가능성을 제시했습니다. 바로 세포 배양 방식의 목재입니다. 고기를 얻기 위해 막대한 양의 곡물이 소비되고 있고 적지 않은 환경 문제가 발생하는 만큼 사실 목재를 얻기 위해서도 적지 않은 양의 나무가 베어지고 있습니다. 종교적 혹은 자신의 신념으로 고기를 마다하는 사람은 있어도 목재를 마다하는 사람은 없지만, 솔직히 목재나 종이 같은 여러 가지 물질을 얻기 위해 과도하게 많은 나무가 사라지는 것은 분명한 사실이죠.
MIT의 루이스 페르난도 벨라스케스-가르시아 (Luis Fernando Velásquez-García)가 이끄는 연구팀은 사실 동물 세포를 배양해서 인공 고기를 만드는 것보다 식물 세포를 배양해서 목재를 만드는 것이 더 쉽다는 데 주목했습니다. 사실 식물 세포는 동물 세포보다 더 줄기 세포에 적합한 특징을 지니고 있습니다. 동물 세포는 종류도 많고 뇌 신경 세포와 심장 근육 세포는 너무나 다른 존재이지만, 식물 세포는 상대적으로 비슷한 구성을 지니고 있기 때문입니다. 따라서 작은 줄기나 뿌리만 있어도 전체 식물을 자라게 만들 수 있는 경우가 흔합니다.
연구팀은 백일초 (zinnia)를 이용해서 기술적 가능성을 테스트했습니다. 백일초의 잎에서 추출한 식물 세포를 액체 배지에서 배양한 후 다시 목재와 비슷한 방식으로 변하게 변형시켰습니다. 연구팀은 이를 위해 옥신 (auxin)과 사이토키닌 (cytokinin) 두 가지 호르몬을 섞은 겔을 사용했습니다. 이를 적용한 후 식물 세포는 목재의 주요 성분 중 하나인 리그닌 (lignin)을 비롯한 여러 물질을 분비해 목재와 유사한 형태로 변형되었습니다. (현미경 사진)
물론 아직은 초기 연구이지만, 연구팀은 이 식물 세포 배양 방식이 단순히 기존의 목재 생산을 대체하는 수준을 넘어설 수 있다고 보고 있습니다. 예를 들어 나무를 원하는 형태로 깎아 다듬는 대신 아예 그런 형태로 배양을 해서 제품을 만들 수 있습니다. 목재 제품의 형태에 제한이 크게 사라진다는 이야기입니다. 그렇다면 비싼 가격이라도 시장성이 있을 수 있습니다.
배양육과 마찬가지로 배양 목재도 아마 비쌀 것입니다. 하지만 어쩌면 후자가 더 가능성이 있을지도 모르겠다는 생각도 드네요. 과연 상업화에 성공할 수 있을지 궁금합니다.
참고
https://phys.org/news/2021-01-lab-grown-tissue-ease-environmental-toll.html
Ashley L. Beckwith et al. Tunable plant-based materials via in vitro cell culture using a Zinnia elegans model, Journal of Cleaner Production (2020). DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.125571
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