암세포 공격 나노로봇 세계 첫 개발

박종오 전남대 교수팀 박테리아 유전자 조작

박테리아(아래쪽)가 편모를 움직여 약품이 든 캡슐형 구조체(위쪽 구슬)를 암세포에 전달한다. 박테리아에 캡슐형 구조체를 결합한 것이 바로 ‘박테리오봇’이다. 전남대 로봇연구소 제공

국내 연구진이 박테리아를 이용해 암 조기 진단은 물론이고 치료까지 가능한 ‘나노로봇’(나노급 극소형 로봇)을 세계 최초로 개발했다.

박종오 전남대 기계공학부 교수팀은 16일 의료용 나노로봇 ‘박테리오봇’에 대한 동물 실험을 통해 이런 기능을 확인했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 세계적인 과학학술지 ‘네이처’ 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠’ 12월 온라인판에 게재됐다. 박 교수팀이 개발한 박테리오봇은 약물을 담을 수 있는 3μm(마이크로미터·1μm는 100만분의 1m) 크기의 캡슐형 구조체와 박테리아를 결합한 것이다.

연구팀은 쥐에서 장티푸스 유사 증상을 일으키는 박테리아(S. typhimurium)의 유전자를 조작해 체내 독성을 100만분의 1 이하로 낮춘 다음 암세포가 분비하는 특정 물질을 표적으로 삼아 이동하도록 만들었다. 유전자 조작 박테리아는 프로펠러처럼 움직이는 편모를 이용해 체내에서 평균 초속 5μm로 이동해 암세포를 공격했다. 또 캡슐형 구조체에 항암제를 넣으면 박테리아를 정상세포는 남겨두고 암세포만 골라 항암제를 투여하는 ‘배달부’로 활용할 수 있다.

실제로 연구팀은 대장암 유방암 등을 앓도록 조작한 쥐를 이용한 실험에서 박테리오봇이 암세포를 정확하게 찾아가는 것을 최종 확인했다. 박테리오봇이 암세포를 찾아가는 성질을 이용하면 치료뿐만 아니라 조기 암 진단도 가능하다.

이우상 동아사이언스 기자 idol@donga.com