살아있는 세포를 이용한 바이오 컴퓨터라고 하면 실험 실내에 설치된 수조나 대규모 시설에서 배양된 섬세한 세포를 떠올리는 사람도 적지 않을 것이다. 스페인 바르셀로나에 위치한 팜피우파브라대학교(Universitat Pompeu Fabra) 연구팀이 새롭게 발표한 종이에 세포를 인쇄하는 장치는 살아있는 세포와 영양소를 종이에 주입해 제조된 실험으로 실외 환경에서도 안정적으로 작동할 뿐 아니라 비용도 낮기 때문에 정확한 질병 진단과 환경 모니터링을 쉽게 할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
기술 발달로 스마트폰이나 태블릿 등 첨단 다기능 장치가 가까워졌다. 하지만 질병 징후를 나타내는 바이오마커로 부담없이 자신의 건강 상태를 검사 기술 보급에는 이르지 않았다. 바이오마커를 검출하는 장치로는 살아있는 세포를 이용한 바이오 컴퓨터가 개발되고 있지만 기존 바이오 컴퓨터는 실내 실험에선 정돈된 특정 조건과 전문 지식이 필요하다는 과제가 있었다.
연구팀이 이번에 발표한 장치는 다양한 종류 살아있는 세포와 영양분을 잉크 대신 종이에 인쇄하는 바이오 컴퓨터다. 종이에 봉입된 세포는 종이 속에서 성장하고 일종의 전자회로 같은 구조를 형성하고 바이오 마커를 감지해 신호를 발할 수 있다. 또 종이에 인쇄되기 때문에 처리가 용이하고 비용도 낮게 억제되어 있다고 한다.
연구팀은 종이에 인쇄 가능한 바이오 컴퓨터를 확장 가능한 모델을 설계하고 싶었기 때문에 티셔츠에 그림을 인쇄하도록 해 제조할 수 있는 시스템을 채택하려 했다며 연구팀이 개발한 장치는 세포를 침착시켜 임의의 형상을 만든다. 이렇게 하면 기존 바이오 컴퓨터와는 달리 일반 냉장고에 보관하거나 냉동실에 장기 보존할 수 있게 됐다고 설명하고 있다.
연구팀은 또 살아있는 세포와 이를 지지하는 종이를 하드웨어로 세포를 배치하는 구조라고 밝혔다. 연구팀은 이미 이 기술을 이용해 유해 물질인 수은을 검출하는 센서와 오염수에 포함된 콜레라균을 검출하는 바이오센서를 개발하고 있다. 콜레라균이 일으키는 수질 오염은 연구 시설이나 전문가가 적은 개발도상국에서 자주 문제가 되기 때문에 저렴하게 대량 생산 가능하고 취급도 간단한 바이오 컴퓨터 활약을 기대할 수 있다고 밝히고 있다.
또 연구팀이 개발한 바이오 컴퓨터를 이용하면 자간전증이라는 임신 합병증 위험 측정도 가능하다고 한다. 자간전증 특정은 다양한 바이오 마커를 대상으로 복잡한 검사가 필요하지만 적절한 세포가 배치된 바이오 컴퓨터라면 복잡한 검사가 필요하다. 문제는 아직 많이 남아 있지만 초기 연구 결과로 생체 장치가 일반적으로 팔리고 이용될 수 있을 것이라는 전망이 나오는 등 실용화에 대한 기대를 내비쳤다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.