[한국기술뉴스] iGEM (International Genetically Engineered Machine Competition)은 2003년 미국 MIT 대학에서 처음 주관하여 올해로 19회를 맞이하는 세계 최대의 국제합성생물학 프로젝트 대회이다.

미국 하버드대, 스위스 취리히공대를 비롯한 전 세계 유수 대학의 대표팀들이 유전자조작과 관련된 생명공학을 바탕으로 인류에 공헌할 수 있는 프로젝트를 선보이며, 기술적 우수성과 함께 인류에 기여할 수 있는 실재적인 가치를 주요하게 평가한다. 지금까지 42개국, 7만여 명의 젊은 연구자들이 참여한 바 있으며, 금년도에는 전 세계 360개 이상의 팀들이 참여하였다. Sogang_Korea 팀은 바이오계면연구소 중점연구소 사업의 사회공헌 프로그램의 일환으로 구성된 4개 학과(화학과·기계공학과·생명과학과·컴퓨터공학과) 연합팀이다. 로봇팔을 설계하고 원격제어를 위한 소프트웨어를 구현하는 Robot Lab 팀(팀장 화학과 4학년 함정민 학생), 세포 배양과 유전정보를 로봇이 제어하도록 구현하는 Wet Lab 팀, 그리고 대외 협력과 각 팀의 활동을 기록하고 대회에 보고하는 Wiki 팀이 구성되어 프로젝트를 진행 중이다.

서강대학교 기계공학과 6명 (이재진, 이인준, 강지석, 이윤근, 조영준, 임성현), 화학과 2명 (함정민, 박지애), 생명과학과 1명 (강지원), 컴퓨터공학과 1명 (이서영), 총 10명의 학부생이 개발에 참여하고 있으며, 바이오계면연구소의 대학원생(화학과 Ivan Brilian, 이승연)도 기술적으로 지원하고 있다. Sogang_Korea 팀의 단장으로 바이오계면연구소장인 신관우 교수가, 부단장으로 기계공학과 정석환 교수가 참여하여, 학생들의 활동공간과 장비 등을 지원하고 있다. 또한, 이번 Sogang_Korea 팀은 인공세포 중점연구소인 바이오계면연구소(소장 화학과 신관우 교수)의 지원과 Lab311, 덴마크의 OnRobot사의 후원을 받고 있다.

Sogang_Korea 팀은 지난 3월부터 6개월간 열심히 프로젝트를 준비하였으며, 이미 경쟁 부문에서 우수한 평가를 받고 있다. 지난 7월에는 전체 팀 중 90개 팀에게 주어지는 Impact Grant Winner에 선정되어 EPFL, MIT, 스탠포드대학 등과 함께 상금 $2,500을 수상한 바 있다.

아울러 다가오는 10월 26일, 전체 참가자 7,000명, 약 350개 팀이 현장에서 발표와 평가를 진행하고, 대상(Championship)을 위해 경쟁하는 그랜드 잼보리(Grand Gamboree)가 프랑스 파리의 베르사유 EXPO에서 개최되는데, 서강대학교 LINC사업단의 지원으로 참가자 전원이 대회에 참석한다. 프랑스 현지에서는 해외 유수 대학의 참여팀들과 협력하고 우정을 나누는 활동에도 참여할 예정이다. 지난 19년간 iGEM에서 수상한 프로젝트들은 합성생물학 분야의 투자와 상업화로 이어지기도 했으며, 최근에는 COVID와 관련한 휴대용 PCR, 진단 기기 회사 등이 창업된 바 있다.

서강대학교 팀이 선보일 로봇의 이름은 ‘SynBioBot’으로, 원격으로 세포의 분양 및 배양을 비롯한 유전자조작에 필요한 전 과정을 로봇팔이 수행하는 자동화 로봇이다. 세포의 배양과 바이러스를 이용한 DNA 조작에 필수적이며, 고도의 숙련된 수작업이 요구되는 정밀한 세포주의 배분과 영양분 공급, 온도제어, 분석 등을 이 로봇이 자동으로 진행한다. 로봇팔 하나로 실험 전 과정이 가능하며, 세포배양기구와 로봇을 연결해 주는 모든 인터페이스 장치뿐만 아니라 로봇이 구동되도록 원격으로 제어하는 소프트웨어 모두 바이오계면연구소의 Chembot을 이용해 자체적으로 설계하였다.

기존의 로봇팔은 공장자동화와 같이 반복적 작업을 수행하도록 설계되었으나, 숙련된 과학자도 오랜 훈련을 거쳐야 하는 바이러스를 이용한 유전자조작과 세포 배양 및 측정을 로봇팔로 연격 제어하는 기술은 세계에서 처음으로 성공한 것이다. 이번에 개발된 로봇팔은 설치된 카메라를 통한 위치인식뿐만 아니라, 정밀한 위치제어를 위한 실시간 인지기능과 전체 실험을 온라인 스트리밍하는 환경을 함께 구축하였다.

Sogang_Korea 팀은 로봇 ‘SynBioBot’을 이용하여 세포 배양과 유전자조작 등의 실험을 한 번도 해보지 못한 대학생들이 온라인을 통해 직접 로봇을 구동할 수 있도록 하였다. 또한, 세포 배양-바이러스 감염, 유전자 변형 등의 합성생물학 원격실험이 가능한 교육용으로 공개할 예정이며, 화학 및 생물학 실험을 원격으로 작업할 수 있는 연구용 로봇으로도 활용할 계획이다.

설계된 각 장치와 소프트웨어는 학부생들을 발명자로 하여 특허와 디자인특허, 소프트웨어 등록 등 부가적인 지적재산권으로 등록될 예정이며, 화학과 생물학 실험에 필요한 다양한 부가장치를 로봇팔과 함께 상업화할 계획이다.