사람의 신체 활동이나 생리 현상은 매우 복잡하고 정교한 원리로 이뤄진다. 우리 몸 속 장기들이 고유의 기능을 적절히 유지하고 수행해야, 그리고 이들 기능이 서로 맞물려 조화를 이뤄야 이 원리가 유지된다. 즉, 건강하게 오래 산다. 우리 몸 속 장기들은 수많은 세포로 만들어진다. 세분화된 기능과 생리 활성을 나타내는 이들 수많은 세포는 모든 생명 현상을 가능케 하는 구조·기능적인 최소 단위다.

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그렇다면, 우리 몸 속에는 세포가 몇 개나 있을까? 약 60조 개다. 종류도 많다. 과학자들이 이름을 붙인 세포만 200개가 넘는다. 이 세포들은 기능적 분화나 생리 활성 상태에 따라 또 다시 수많은 종류의 세포 아종(Subtype)으로 나눠진다.

우리 몸 속 세포들은 1초마다 50만 개씩 죽고, 50만 개가 다시 생겨난다. 이들 세포는 사람이 마주치는 환경, 예컨대 ▲어제 무엇을 먹었는지에 따라 ▲운동을 얼마나 했는지에 따라 ▲ 어떤 질병에 감염됐는지에 따라 끊임없이 여기에 반응하고 대처하고 적응한다.

이 까닭에 연구자들은 우리 몸을 구성하는 수십조 개의 세포를 하나의 ‘소우주’로 본다. 여러 생명 현상의 본질이 되는 이 기능들을 담당하는 세포의 성격을 ‘세포의 다양성(Heterogeneity)’이라고 한다.

아이노클의 주요 기술은 이 세포의 다양성을 분석하고 이해하는 ‘단일세포 유전체 멀티오믹스 분석’이다. 2003년, 사람이 가진 모든 게놈(생물이 가진 유전 정보)의 염기 서열을 분석하는 ‘인간 게놈 프로젝트’가 완성됐다. 이후 유전자 분석 기술은 빠르게 발전했다. 하지만, 기존의 ‘유전자 발현 분석법’은 다양한 세포로 구성된 생체 시료 전체에서 평균적으로 나타내는 유전자 특성만 확인 가능했다. 이 탓에 수많은 세포 가운데 하나가 나타내는 특이한 활성, 생체 조직 내 세포 다양성에는 접근 자체가 불가능했다.

‘단일세포 유전자 분석법’

반면, ‘단일세포 유전자 분석법’은 세포 하나하나의 유전자 발현을 분석하는 정밀한 기술이다. 이 결과를 토대로 전체 생체 시료 안의 세포별 유사성과 차이성을 정밀하게 구분하고 이해하도록 돕는다. 지금까지는 돋보기로 보던 세포를 현미경으로 보는 셈이다. 그러면 이전에는 전혀 알지 못했던 세포의 정보와 특징을 분석 가능하다. 물론, 유전자 분석 결과도 더욱 정확하고 정밀해진다.

이런 단일세포 유전자 분석법에 ‘멀티오믹스(Multi-Omics)’ 분석 기술이 더해졌다. 세포 내 mRNA(DNA상의 유전 정보를 전달하고 단백질 합성의 핵심 역할을 하는 전령RNA)의 발현 분석을 시작으로 단백질과 DNA 염기 서열, 조직 내 세포의 위치 정보까지 동시 분석하는 이 기술은 세계 의학·생명과학계에서 화제로 떠올랐다.

우리나라 학계와 대학교 연구소, 기업들도 속속 단일세포 유전체 멀티오믹스 분석을 접했다. 하지만, 대부분 외국 기업이 개발해 판매하는 장비만 활용한다. 더군다나 이 분석은 비용이 아주 비싸고, 방대한 유전체 데이터를 다룰 생명정보학 연구 인력도 적은 탓에 학술 연구 등 제한된 범위에서만 활용 중이다.