식물세포를 제거한 시금치 잎맥을 통해 혈액 성분이 흐르고 있는 모습 (WPI 제공)
시금치 잎을 살아있는 심장 조직으로 변환시키는 실험이 성공했다. 시금치 잎에 있는 잎맥을 혈관처럼 사용해 심장 세포를 배양하는 기술이 최초로 성공한 것이다. 이번 실험으로 인체 조직에 미세하게 얽혀있는 혈관과 세포 조직을 재생하는 새로운 길이 열릴 것으로 전망된다.
그동안 과학자들은 3D 프린팅으로 복잡한 혈관조직을 재생하려고 노력해왔으나 별다른 성과를 거두지 못했다.
그러나 이번 연구에서처럼 식물의 미세한 잎맥을 모세혈관과 같은 인체 조직으로 변환시킬 수 있게 되면서, 새로운 세포 조직에 혈액을 공급할 수 있는 핵심 기술로 떠올랐다.
이번 연구는 미국에서 가장 오래된 공과대학인 우스터 공과대학교(WPI)에서 진행됐다. 연구자들은 인공심장을 만들어 내기 위해 시금치 잎에서 세포를 제거하고 잎맥만 남긴 뒤 인간의 혈액세포와 유사한 용액과 미세 입자들을 흘려보냈다
그리고 이 시금치 잎맥에 인간 세포를 ‘씨 뿌리듯’ 뿌리자 세포들이 잎맥을 통해 혈액을 공급받고 성장하기 시작했다. 연구자들은 이번에 개발된 기법이 심장마비 환자에게 이식할 건강한 심장 근육층을 키우는데 사용될 수 있을 것으로 보고 있다.
시금치 잎에서 세포를 제거하는 과정 (WPI 제공)
물론 식물은 체내에 화학성분을 전달하는 방식이 동물과는 매우 다르다. 그러나 물질을 세포로 전달하는 연결망은 매우 유사한 부분이 있다.
이번 연구를 진행한 WPI 의용생체공학과 글렌 고뎃 교수는 “아직 갈 길이 멀지만 지금까지는 전망이 매우 좋다”며, "농부들이 수 천 년 동안 경작해온 다양한 식물들을 세포 공학에 활용하는 것은 새로운 활로를 뚫어 줄 것“이라고 말했다.
WPI는 식물 세포제거 기술이 발전하게 되면, 앞으로 식물과 동물 간의 유사성을 찾아내는 새로운 분야의 학문의 장이 열릴 것이라고 예측했다. 이번 연구결과는 오는 5월에 학술지 <바이오머티리얼>지에 게재될 예정이다.