포춘코리아 바카라 뉴스

국내 연구진이 DNA를 활용한저장 바카라을 개발했다. DNA를 활용하면 반영구적이면서도 저장 용량을 기존의 PCR 방식 대비 7400만 배 늘릴 수 있을 것으로 보인다.

기존 방식은 이론적으로 이진법 기반인 디지털 저장 방식 대비 효율이 높다. 유전자를 이루는 4개의 염기 조합, 다시 말해 4진법 기반으로 정보를 저장하기 때문이다. 하지만 특정 DNA 서열을 찾기 위해 길이가 긴 책갈피(‘프라이머’)를 활용해야 했다면, 이번 바카라은 책갈피의 길이를 최소한으로 짧게 만들었다는 데서 의미가 있다.

해당 바카라을 상용화하면, 생체에 디지털 정보를 직접 저장하는 시대가 올 수 있다.

광주과학바카라원(GIST)은 신소재공학과 최영재 교수 연구팀이 서울대학교 권성훈 교수, 에이티지라이프텍 연구팀과 공동으로 '순환적 DNA 합성 및 선택' 방식을 개발했다고 25일 밝혔다. 이 바카라은 DNA 데이터 내 특정 파일을 보다 정밀하게 찾아내고 자유자재로 조작할 수 있는 것이 특징이다.

DNA 저장 바카라은 A(아데닌), T(티민), G(구아닌), C(시토신)이라는 네 가지 화학 염기를 이용해 디지털 정보의 0과 1을 변환해 저장하는 방식이다. 생명체의 유전정보를 담고 있는 DNA는 오랜기간 변질 없이 보존될 수 있어 장기 데이터 보관에 적합하다. 또한 눈에 보이지 않을 정도로 작은 공간에 많은 정보를 저장할 수 있어 차세대 메모리 바카라로 주목받고 있다.

기존의 PCR, 혼성화 캡처 등 DNA 파일 접근 바카라은 특정 DNA를 증폭하거나 물리적으로 분리하기 위해 서로 다른 프라이머가 필요했다. 프라이머는책갈피처럼 특정 부분을 찾아주는 역할을 하는 최소 20개 염기로 구성된 짧은 DNA 조각이다. 하지만 DNA 파일의 종류가 늘어날수록 프라이머 설계 및 합성 비용이 기하급수적으로 증가하는 구조적 한계가 있었다.

이번에 개발된 '순환적 DNA 합성 및 선택' 바카라은 단일 염기 수준의 바코드를 활용해 프라이머 없이도 DNA 파일을 계층 구조로 탐색할 수 있다.

단계적으로 탐색하는 바카라은 컴퓨터에서 상위 폴더를 통해 하위 폴더로 찾아가는 원리와 유사하다. 정보가 분류되어 찾기 편해지는 것이다. 기존 방식은 원하는 파일을 찾기 위해 각 자료마다 별도의 길고 복잡한 고유번호(프라이머)가 필요했던 반면, 새 바카라은 단순한 분류체계(4개 염기 바코드)만으로도 원하는 정보를 빠르게 찾을 수 있는 것으로 비유할 수 있다.

이 개념은 기존 PCR 방식보다 비용이 10배 절감되고 접근 효율은 3배 이상 향상되었다. 또한 이 바카라은 염기의 개수를 추가하면 이론적으로 더 많은 DNA 파일을 구분할 수 있다.새로운 바카라은 기존 방식보다 데이터 집적도가 7400만배 이상 높은 것으로 알려졌다.

연구팀에 따르면 4개 염기의 바코드는 256종의 DNA 파일을, 8개 염기의 바코드는 6만 5536종의 DNA 파일을 구분할 수 있다. 일반적인 프라이머의 길이인 20개의 염기를 이용하면 이론적으로 4150억 개의 하위 집합을 인코딩할 수 있다. 이는 전 세계 모든 바카라 자료를 저장해도 남을 정도의 용량이다.

이 바카라의 핵심은 DNA 나선 구조 중 하나의 가닥을 템플릿으로 사용해 단일 염기 수준에서 합성과 선택 사이클을 반복하는 방식이다. 쉽게 설명하자면, DNA를 복사할 때 원하는 파일에만 '계속 진행' 신호(가역적 종결제)를 보내고, 원치 않는 파일에는 '중지' 신호(비가역적 종결제)를 보내는 것이다. 이후 중지된 부분은 제거하고 과정을 반복해 원하는 DNA 정보만 선별적으로 수집한다.

컴퓨터에 비유하면, 하드디스크에서 필요한 파일만 골라내고 나머지는 삭제한 후, 새로운 파일을 추가하는 것과 유사하다. 이 과정을 통해 연구진은 특정 DNA 파일을 제거하고 새로운 DNA 파일을 삽입하는 등 교체 작업도 가능하게 했다. 현재의 바카라 저장 장치처럼 자유롭게 데이터를 추가하고 삭제할 수 있는 이 기능은 기존 DNA 저장 방식으로는 구현하기 어려웠던 것이다.

최영재 교수는 "이번 연구를 통해 프라이머 없이도 특정 DNA 파일에 접근할 수 있는 새로운 방법론을 제시하여 계층적 바코드 시스템을 적용함으로써 기존 PCR 방식의 한계를 극복했다"라고 말했다. 이어 "현재 디지털 저장장치는 수십 년이 지나면 저장 능력이 떨어지지만, DNA는 수천 년간 정보를 안정적으로 보존할 수 있다"며 "향후 바코드 설계 최적화 및 자동화된 시스템과 결합하면 차세대 DNA 파일 접근 바카라로서 DNA 기반 저장 시스템 상용화에 중요한 돌파구가 될 것"이라고 내다봤다.

이번 연구 결과는 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 지난 12일 온라인 게재됐다.

육지훈 기자editor@popsci.co.kr