‘랩온어칩’ 1인자 안드레아스 만츠 박사 단독 인터뷰

1987년 일본 도쿄의 히타치(日立)연구소 회의실. 서른한 살의 스위스인 박사가 화학물질 분석에 마이크로 반도체칩을 이용하자는 뜬금없는 제안을 했다. 경영진은 일제히 “그게 말이 되느냐.”고 일축했다. 회의가 끝난 뒤 실망한 박사에게 일본인 연구원 3명이 다가왔다. 당시만 해도 전혀 다른 영역으로 여겨졌던 화학과 정보기술(IT)의 융합이라는 신개념이 젊은 연구자들의 마음을 움직인 것이었다. 의기투합한 네 사람은 회사의 지원 없이 1년여 만에 각종 화학물질을 분리·반응·배양할 수 있는 마이크로칩을 만들어냈다. 개념은 간단했지만, 칩의 활용도는 개발자들 스스로 놀랄 정도였다. 칩 위의 회로를 어떻게 그리느냐에 따라 자유자재로 극미량의 화학물질을 분석할 수 있었고, 전기성질을 조정하면 칩 위에 얹어진 생체세포와도 반응했다. 가로·세로 몇㎝에 불과한 칩 위에서 모든 실험이 가능하다는 의미에서 ‘랩온어칩’(lab-on-a-chip·칩 위의 실험실)이라는 이름이 붙여졌다.





현재 랩온어칩은 화학, 생물, 물리, 공학 등 실험과 관련된 모든 분야에서 가장 각광받는 차세대 기술로 인정받고 있다. 세계 유수의 대학과 연구소의 나노기술(NT) 분야 연구실에서 랩온어칩 연구자들은 핵심인력으로 분류된다. 한국도 마찬가지다.

24년 전 아이디어를 처음 냈던 스위스 사람 안드레아스 만츠(55)는 이후 영국 런던 임페리얼칼리지 분석과학센터장과 독일 분석과학연구소장을 지내며 승승장구했다. 그를 따랐던 일본인 연구원들은 도쿄대와 교토대 교수가 됐다. 아무도 관심 갖지 않았던 분야에 처음 도전한 대가는 그들에게 세계적인 명성을 안겨 줬다.

●의료·바이오분야 랩온어칩 이용 활발

10일 서울 하월곡동 한국과학기술연구원(KIST)에서 만츠 박사를 단독으로 만났다. 그는 “불편함을 해결하려고 낸 아이디어가 구체적으로 어떤 결과를 낳게 될지는 나 스스로 상상하지 못했다.”고 말했다.

“스위스 취리히 연방공대 박사과정 때 3㎛(0.003㎜) 에 불과한 공간 위에서 각종 화학 관련 작업을 하는 것이 너무나 귀찮고 불편하더군요. 마이크로칩 위에 회로를 그려서 반응하는 면적을 좀더 넓히면 어떨까 하는 생각을 갖게 됐지요.”

그는 “반도체 회사인 히타치에서 일할 기회를 우연히 얻었고, 그 결과 상상이 현실로 나타난 것”이라고 말했다.

현재 랩온어칩이 가장 활발하게 쓰이는 분야는 의료·바이오 분야다. 랩온어칩의 일종인 ‘휴먼온어칩’(칩 위의 사람) 때문이다. 칩 위에 사람의 각 장기에서 추출한 세포와 치료약을 올린 뒤 회로로 연결하면 실제 어떤 반응을 나타낼지 미리 알 수 있다. 진단시약을 이용하면 피 한 방울로 각종 암을 밝혀낼 수도 있다.

지금은 신약 개발을 위해 생쥐와 토끼, 원숭이 등을 활용한 후에야 사람에게 투약하지만 휴먼온어칩이 본격화되면 사람에게 곧바로 신약을 실험하거나 환자 맞춤형 신약을 개발하는 것도 가능해지는 셈이다.

그러나 정작 만츠 박사의 관심은 다른 쪽에 있다. “랩온어칩이 널리 보급된 만큼 이제 나는 새로운 분야을 개척하려고 합니다. 칩 위에 생성된 물질이 스스로 자가증식을 해 레고(블록완구) 조각 같은 특정한 모양으로 변화하는 연구를 구상하고 있습니다.”

손오공의 귀에서 나온 면봉같이 생긴 막대기가 스스로 점점 커져 여의봉으로 변하는 것처럼 작은 물질이 특정한 형태의 물건으로 저절로 바뀌도록 하는 기술을 개발하고 있다는 얘기다. 만츠 박사는 “지금으로서는 꿈같이 들리겠지만 아주 머지않은 장래에 충분히 가능한 얘기”라고 강조했다. 물질이 결합하는 원리와 DNA 나선 구조의 발생 원리 등을 활용하면 분자가 스스로 커진다는 사실이 이미 입증돼 있다는 것이다. 그는 “10~20년 후에는 플라스틱 의자 같은 기본적인 소재의 제품은 형틀로 찍어내는 게 아니라 원재료에서 자가 증식을 통해 스스로 생성되도록 하는 게 가능할 것”이라고 자신했다.

●“원재료서 자가 증식으로 생산 연구”

만츠 박사는 2009년부터 독일에 있는 KIST 유럽연구소 부소장으로 기술개발(R&D)을 총괄하고 있다. 세계적인 학자가 굳이 한국연구소를 택한 이유를 묻자 명함을 내밀었다. 명함에는 ‘안드레아스 철수 만츠’라는 이름이 적혀 있었다. 2009년 가을 KIST 직원들이 지어준 이름이다.

만츠 박사는 “랩온어칩은 전통적인 과학 영역이 아닌 만큼 끊임없이 새로운 아이디어가 필요하다.”면서 “IT분야에서 보여준 한국 연구진들의 창의성과 우수성에 기대를 걸었고, 만족하고 있다.”고 했다.

박건형기자 kitsch@seoul.co.kr