바닥부터 만든 인공 세포가 자라고 나뉘었습니다 — 그런데 왜 '살아 있다'고 하지 않을까요?

살아 있는 세포를 하나 가져다가 유전자를 깎아내는 방식이 아닙니다. 정제한 부품 — 지질, DNA, 효소, 리보솜 — 을 시험관에서 하나씩 조립해 막주머니에 넣었습니다. 그랬더니 이 주머니가 바깥에서 재료를 받아먹고, 몸집을 키우고, 유전체를 복제하고, 둘로 나뉘었습니다. 그리고 딸세포들끼리 경쟁까지 했습니다.

그런데 만든 사람들이 먼저 못을 박습니다. 이건 어떤 정의로도 살아 있지 않다고요. 저는 이 문장이 결과 자체보다 흥미롭다고 봅니다. 무엇이 채워졌길래 세포라 부르고, 무엇이 비었길래 생명이 아닐까요.

01깎아 내려간 쪽과, 쌓아 올라온 쪽

인공 세포를 만드는 길은 오래전부터 두 갈래였습니다.

하나는 위에서 깎아 내려오는 길입니다. 이미 살아 있는 세균을 데려와 없어도 되는 유전자를 하나씩 지웁니다. 크레이그 벤터 연구소가 2010년에 합성한 유전체를 세균 껍데기에 이식했고, 2016년에는 유전자를 473개까지 줄인 JCVI-syn3.0을 내놨죠. 대단한 성취지만, 출발점이 이미 살아 있는 세포라는 점은 그대로입니다. 껍데기도, 리보솜도, 대사도 원래 살아 있던 것에서 물려받은 겁니다.

다른 하나는 바닥에서 쌓아 올리는 길입니다. 살아 있는 것을 일절 쓰지 않고, 시약병에서 꺼낸 분자만으로 세포를 조립합니다. 이쪽은 훨씬 어려웠어요. 지난 20년간 성과는 대체로 조각이었습니다. 막주머니를 자라게 하는 데 성공한 팀, 안에서 DNA를 복제시킨 팀, 주머니를 둘로 쪼갠 팀은 따로따로 있었죠. 문제는 이 조각들을 한 주머니 안에서 연달아 돌리는 일이었습니다.

2026년 7월 미네소타대 카타지나(케이트) 아다말라 연구실이 프리프린트로 내놓은 결과가 이 지점을 겨냥합니다. 논문 제목은 담백합니다 — 「성장과 복제가 가능한, 화학적으로 정의된 합성 세포」. 연구진이 붙인 별명은 SpudCell입니다.

02세 개의 관문

초록이 내세우는 것은 완전한 한 사이클입니다. 자원 획득(먹기), 성장, 전사·번역, 유전체 복제, 그리고 유전자로 지시된 분열. 여기에 선택까지 얹혀 있고요. 하나씩 봅시다.

먹기. 이 세포는 스스로 재료를 합성하지 못합니다. 대신 바깥에 떠 있는 더 작은 지질 주머니 — 먹이 소포 — 와 융합해서 내용물을 통째로 받습니다. 세포 막에는 유전체가 만들어 낸 단백질이 꽂혀 있고, 그 단백질에 달린 화학 꼬리표가 먹이 소포 쪽 꼬리표와 짝을 맞춥니다. 짝이 맞으면 두 막이 하나로 합쳐지고, 소포 안에 있던 지질·효소·리보솜·작은 분자들이 세포 안으로 쏟아져 들어옵니다. 막이 합쳐지니 표면적도 같이 늘어납니다. 먹는 행위가 곧 자라는 행위인 셈이죠.

복제. 안에는 90kb, 그러니까 약 9만 염기쌍짜리 유전체가 들어 있습니다. 자원을 받아들이는 단백질, 전사와 번역, 성장, 유전체 복제, 분열 — 초록이 열거한 이 기능들이 모두 이 유전체에 담겼습니다. 사람 유전체가 30억 염기쌍인 걸 떠올리면 9만은 먼지 같지만, 바닥부터 조립한 계에 넣어 실제로 돌린 유전체로는 큰 편입니다.

나누기. 여기가 가장 오래 막혀 있던 관문이고, 이 논문에서 가장 조심해서 읽어야 할 대목이기도 합니다. 연구진은 실은 두 가지 다른 방법을 씁니다.

하나는 필터로 밀어내기입니다. 세포를 구멍 지름 2µm짜리 막에 통과시켜 물리적으로 쪼갭니다. 유전자와는 아무 상관이 없는, 순전히 기계적인 방법이죠. 그리고 뒤에 나올 다섯 세대 사이클과 선택 실험은 전부 이 방식으로 나눴습니다. 수율이 높기 때문입니다.

다른 하나가 언론이 주로 소개한 유전자로 지시된 분열입니다. 진짜 세균은 FtsZ 같은 단백질로 고리를 만들어 몸통을 조여 자릅니다. 이 골격 장치를 인공 막주머니에서 재현하는 건 지독하게 어려웠어요. 연구진은 물리학자 라인하르트 리포프스키가 제안한 원리 — 단백질을 막 한쪽에 잔뜩 몰아넣어 붐비게 만들면, 그 압력이 막을 휘게 한다 — 를 씁니다. 다만 유전체가 만드는 것은 막 단백질에 달린 짧은 꼬리표까지입니다. 거기에 연구진이 스트렙타비딘이라는 덩치 큰 단백질과 연결 분자를 바깥에서 넣어 주면, 이것들이 꼬리표에 달라붙어 표면에 빽빽하게 모이고, 서로 밀치는 힘이 막을 접습니다. 접힌 자리가 깊어지면 잘록해지고, 결국 목이 끊어져 둘이 됩니다.

골격 없이, 붐빔만으로 세포를 자른 겁니다. 영리하죠. 다만 두 가지는 분명히 해 둡시다. 이 방식은 수율이 낮고, 세대를 이어 반복된 적이 없습니다 — 논문에서 이 분열은 낱개의 사건으로만 제시됩니다. 그리고 스트렙타비딘은 자연 환경에 있을 리 없는 물질이라, 저자들 스스로 이걸 "거의 이상적인 영양요구성"이라고 부릅니다. 바깥에서 넣어 주지 않으면 나뉘지 못한다는 뜻이죠.

먹는 일이 곧 자라는 일이고, 붐비는 일이 곧 나뉘는 일입니다. 이 세포에는 따로 일하는 기관이 없습니다.

그리고 선택. 저는 이 부분이 이 논문에서 가장 매서운 대목이라고 봅니다. 연구진은 유전체의 프로모터를 더 센 것(T7Max)으로 바꾼 변이체를 만들어, 원래 세포와 반반으로 섞었습니다. 이 변이체는 발현이 세서 더 잘 먹고 더 빨리 자랍니다. 30℃에서 12시간짜리 사이클을 다섯 번 돌린 뒤 서열분석으로 세어 보니, 반반이던 비율이 61 대 39로 벌어졌습니다. 먹이를 10분의 1로 줄이자 격차는 더 커져 두 배를 넘었고요. 유전되는 차이가 번식 성공의 차이를 만든 겁니다.

그런데 여기서 한 번 멈춰야 합니다. 이건 다윈이 말한 자연선택과 같지 않습니다. 그 변이는 저절로 생긴 게 아니라 연구진이 손으로 집어넣은 것이거든요. 논문도 이 점을 직접 적어 뒀습니다 — 유익한 돌연변이가 집단에서 저절로 생겨난 것이 아니라 인위적으로 도입됐으므로 "자연적인 다윈 진화와는 다르다"고요. 선택이 작동하는 것은 보였지만, 새로운 것이 생겨나는 쪽은 아직 비어 있습니다.

03그래서, 살아 있나요

여기서 대부분의 기사가 "생명을 만들었다"로 미끄러집니다. 연구진의 입장은 정반대예요. 무엇이 비어 있는지 보면 왜 그런지 분명합니다.

리보솜을 스스로 만들지 못합니다. 이게 가장 큽니다. 리보솜은 단백질을 찍어내는 공장인데, 그 공장 자체가 단백질과 RNA로 되어 있죠. 살아 있는 세포는 리보솜으로 리보솜을 만듭니다. 이 순환을 닫는 것이 자급자족의 핵심인데, SpudCell은 리보솜을 계속 배달받아야 합니다. 먹이 소포가 끊기면 그걸로 끝입니다.

에너지를 스스로 만들지 못합니다. 유전체에 대사 유전자가 없습니다. 먹고 자란다고 했지만, 그건 남이 만들어 준 재료를 받아 넣는 것이지 영양분을 태워 에너지를 뽑아내는 대사가 아닙니다. 세균이 당을 분해해 ATP를 만드는 그 회로가 통째로 비어 있어요.

노폐물 처리와 방어가 없습니다. 살아 있는 세포는 안팎의 조건을 일정하게 유지합니다. 항상성이죠. SpudCell은 실험자가 조건을 맞춰 준 배양 접시 밖에서는 버티지 못합니다.

정리하면 이렇습니다. 생명의 여러 기능을 흉내 냈지만, 그 기능들을 스스로 떠받치지는 못합니다. 잭 쇼스택은 의미 있는 진전이 되려면 세포가 자기 리보솜과 단백질을 스스로 만들어야 한다고 짚었고, 마이클 린치는 아직 자립적이지 않은 것을 과대포장하지 말라고 경계했습니다. 두 사람 다 이 분야에서 가볍게 넘길 수 없는 이름입니다.

그런데 "그래서 실패냐"고 물으면 그건 또 아닙니다. 크레이그 벤터 연구소의 존 글래스는 이 결과를 생물학사의 이정표라고 평가했거든요. 조각들을 한 주머니에서 연결했다는 것, 그리고 그 결과가 선택을 받을 만큼 오래 돌아갔다는 것 — 이게 이 연구의 실제 무게입니다.

그렇다면 애초에 어디까지 채워져야 살아 있는 걸까요. 사실 생물학에는 모두가 합의한 생명의 정의가 없습니다. 교과서마다 목록이 조금씩 다르죠. 그러니 이 질문은 여러분이 직접 답하는 게 맞습니다.

04이 결과는 아직 동료평가를 받지 않았습니다

여기는 반드시 짚고 가야 합니다. 이 연구는 2026년 7월 bioRxiv에 올라온 프리프린트입니다. 학술지에 실린 논문이 아니에요. bioRxiv 서지 정보의 '출판된 DOI' 칸은 지금도 비어 있습니다.

프리프린트는 동료평가 전에 원고를 공개하는 방식입니다. 빠르고 투명하지만, 전문가 심사를 통과했다는 보증이 없습니다. 생물학에서는 프리프린트가 표준 관행에 가까워졌고 나중에 학술지에 실리는 경우도 많지만, 심사 과정에서 주장이 깎이거나 데이터가 다시 요구되는 일도 흔합니다.

사연도 있습니다. Science의 보도에 따르면 이 원고는 학술지 Cell에 냈다가 거절당했고, 한 심사자는 SpudCell이 "진짜 생물학이 아니다"라고 했다더군요. 그 뒤 연구진은 프리프린트를 올리기도 전에 기자들에게 원고를 먼저 돌렸습니다. 이 순서를 두고 동료 연구자들 사이에서 말이 나온 것도 사실이고요. 다만 이 거절 이야기는 한 매체의 보도이고 Cell 측 확인은 실리지 않았으니, 그만큼의 무게로만 읽는 게 맞습니다.

그러니 이 글에 적힌 것은 연구진의 주장이지 확정된 사실이 아닙니다. 저는 이걸 흠으로 보지 않습니다. 다만 "인류가 생명을 창조했다" 같은 제목을 볼 때 한 번 멈출 이유는 됩니다.

05조심해서 읽어야 할 다섯 가지

이런 소식은 옮겨지는 동안 부풀기 쉽습니다. 헷갈리기 쉬운 지점을 못 박아 둡시다.

• "생명을 창조했다"가 아닙니다. 연구진 스스로 살아 있지 않다고 말합니다. 만들어진 것은 생명의 기능 몇 가지를 수행하는 화학계입니다.
• "세포를 통째로 합성했다"도 아닙니다. 리보솜과 효소는 정제해서 넣어 준 부품입니다. 살아 있는 세포에서 유래한 분자를 정제해 쓴 것이지, 원소부터 합성한 게 아니에요. '바닥부터'라는 말은 살아 있는 세포를 출발점으로 삼지 않았다는 뜻으로 읽어야 정확합니다.
• "스스로 분열했다"가 아닙니다. 다섯 세대 사이클과 선택 실험의 분열은 전부 2µm 필터로 밀어낸 것입니다. 유전자로 지시된 분열은 따로, 낱개의 사건으로만 보였고 세대를 이어 반복되지 않았습니다. 게다가 그 분열조차 스트렙타비딘을 바깥에서 넣어야 일어납니다.
• 진화했다 ≠ 새 기능이 생겼다. 그 변이는 저절로 생긴 게 아니라 연구진이 프로모터를 바꿔 넣은 것입니다. 논문 스스로 "자연적인 다윈 진화와는 다르다"고 적었습니다. 선택은 관측됐지만, 혁신은 아직입니다.
• "생명 최소 유전체 113kb보다 작다"는 비교는 성립하지 않습니다. 이 숫자는 포스터와 처치가 2006년에 제시한 값인데, 작은 분자만 먹고 스스로 다 만들어 쓰는 세포를 전제로 한 것입니다. SpudCell의 9만 염기쌍이 더 작은 건 더 뛰어나서가 아니라 리보솜·tRNA·효소를 밖에서 받기 때문입니다. 최소 유전체 기록을 깬 게 아니에요. 한국어 기사에서 가장 자주 미끄러지는 지점이라 특히 짚어 둡니다.
• '36'이라는 숫자는 두 가지를 가리킵니다. 유전체에 담긴 유전자가 36개이고, 밖에서 넣어 주는 PURE 단백질도 우연히 36가지쯤 됩니다. 둘 중 어느 쪽인지 밝히지 않고 "36개"라고만 쓰면, 밖에서 받는 부품이 그만큼 있다는 사실이 가려집니다.
• 의료·치료 응용은 전망입니다. 표적 약물전달이나 진단 같은 이야기가 따라붙지만, 지금 단계는 배양 접시 안에서 사이클을 도는 수준입니다.

그리고 제가 확인한 범위를 밝혀 둡니다. 이 글은 190쪽짜리 프리프린트 본문과 보충자료를 직접 읽고 썼습니다. 90.3kbp가 일곱 개의 플라스미드에 나뉘어 있다는 것, 한 세대가 30℃에서 12시간이라는 것, 다섯 세대 뒤 단일세포 95개를 분석해 30%가 일곱 플라스미드를 모두 갖고 있었다는 것 — 이런 세부는 표와 방법 부분에서 확인했습니다.

읽으면서 걸린 것도 적어 둡니다. 본문 한 곳에는 유전체가 여덟 개 플라스미드로 나뉘어 있다고 적혀 있는데, 정작 그 문장이 가리키는 표에는 일곱 개가 나열돼 있습니다. 아직 심사를 거치지 않은 원고라 이런 오기가 남아 있는 겁니다. 그리고 숫자 하나를 더 조심해야 합니다 — 9만 염기쌍이 전부 유전자는 아닙니다. 플라스미드에는 복제원점·선별표지·프로모터 같은 골격 서열이 함께 들어 있고, 유전자 자체는 36개입니다.

06교실로 가져오면

중학교 1학년에서 세포를 배울 때 우리는 대개 부품 목록으로 가르칩니다. 세포막이 있고, 핵이 있고, 미토콘드리아가 있고. 시험에도 그렇게 나오죠.

그런데 이 연구가 던지는 질문은 목록으로 답할 수 없는 종류입니다. 부품을 다 모아 놓아도 살아 있지 않다면, 세포를 세포로 만드는 건 대체 무엇일까요. 답은 부품이 아니라 부품들이 서로를 만들어 주는 순환에 있습니다. 리보솜이 단백질을 만들고, 그 단백질이 다시 리보솜을 만들고. SpudCell에 빠진 게 정확히 이 고리입니다.

저는 이 지점이 학생들에게 잘 먹힌다고 봅니다. "세포는 살아 있다"는 문장이 갑자기 설명이 필요한 문장이 되거든요. 그리고 바이러스가 왜 애매한 존재인지도 같은 틀에서 풀립니다 — 바이러스도 자기 부품을 스스로 못 만들어서 남의 리보솜을 빌리니까요.

세포의 부품들이 실제로 어떻게 배치돼 있는지부터 눈으로 보면 이야기가 훨씬 빨리 붙습니다.

SIM 세포의 구조와 기능
막·핵·소기관이 각각 무슨 일을 하는지 직접 열어 보며 확인 → SIM DNA 이중나선
9만 염기쌍이 어떤 구조로 감겨 복제되는지 돌려 가며 관찰 → SIM 세포의 구조 (중1)
교과 과정에 맞춘 세포 구조 관찰 — 부품 목록에서 시작하기 →

이 연구를 어느 쪽으로 읽어도 좋습니다. 생명의 문턱까지 갔다고 보든, 아직 멀었다고 보든요. 다만 한 가지는 분명합니다. 어디까지가 생명인지 정하는 일이, 생명을 만드는 일만큼이나 어려운 문제로 남아 있다는 것. 시험관 속 주머니 하나가 그 경계선을 다시 그어 달라고 요구하고 있는 셈입니다.

이 글의 근거 — 1차 자료

1. Gaut, N. J., Deich, C., Cash, B., Hoog, T., Engelhart, A. E., & Adamala, K. P. (2026). A Chemically Defined Synthetic Cell Capable Of Growth And Replication. bioRxiv, DOI 10.64898/2026.07.01.735724, v1(2026-07-09). — 동료평가를 거치지 않은 프리프린트. 교신저자 Katarzyna P. Adamala(University of Minnesota), 서지의 published DOI 칸은 비어 있음(2026-07-29 확인). 본문·보충자료(190쪽) 전문을 내려받아 대조했다. 확인한 것: 표 S6의 플라스미드 7종과 크기 합 90.3kbp(pREP 4.6 + pLD1 30.1 + pLD2 20.0 + pLD3 23.4 + GFP 2.5 + T7RNAP 5.4 + αHL 4.3), 표 S7의 번역인자 ORF 32개 + 4개 = 유전자 36개, 한 세대 30℃·12시간, 다섯 세대 뒤 단일세포 95개 중 30%가 7종 전부 보유, 서열분석 기준 선택 결과 50%→61%. 본문에 "eight plasmids"라는 오기가 한 곳 있으나 그 문장이 인용하는 표 S6에는 7종이 나열돼 있어 7종으로 적었다.
2. 분열 방식의 구분(이 글의 핵심 정정 지점). 원문은 "Division is first achieved by mechanical extrusion through a membrane filter (Figures 3, 4 and 5)"라고 명시한다 — 즉 다섯 세대 사이클과 선택·경쟁 실험의 분열은 전부 2µm 막 압출이며 유전자와 무관하다. 유전자로 지시된 분열은 Figure 6에서 낱개 사건으로만 제시되고 세대를 이어 반복되지 않았으며, αHL 막고리에 삽입한 펩타이드 꼬리표 + 외부 공급 스트렙타비딘(및 링커)이 있어야 일어난다. 저자들 스스로 보충자료에서 이를 "거의 이상적인 영양요구성(a nearly ideal auxotrophy)"이라 부른다. 다수 언론이 이 두 가지를 뭉뚱그렸다.
3. "자연선택"에 대한 저자들의 단서. 원문: 유익한 돌연변이가 집단에서 저절로 생긴 것이 아니라 인위적으로 도입됐으므로 "this is different from the natural Darwinian evolution". 변이의 실체는 T7 프로모터를 더 센 T7Max로 바꾼 것이다. 또한 원문은 "Our synthetic cells have a very limited metabolism and cannot make ribosomes"라고 적고 있다(본문 §03의 근거). 유전체에는 리보솜 단백질 유전자도 rRNA 유전자도 없다 — 표 S7의 32개는 리보솜을 쓰는 번역인자이지 리보솜을 만드는 유전자가 아니다.
4. Saplakoglu, Y. For the First Time, a Cell Built From Scratch Grows and Divides. Quanta Magazine, 2026-07. — 프리프린트임을 명시("not yet peer-reviewed"). 전사·번역용 상용 효소 세트 사용, 리보솜과 먹이를 계속 공급받아야 한다는 점, 대사 유전자·노폐물 처리·방어가 없다는 점, 그리고 "The cell is not alive by any definition"이라는 연구진 입장이 이 기사에 나온다. 분열 원리를 라인하르트 리포프스키(막 단백질 밀집으로 막을 휘게 하는 방식)에서 가져왔다는 서술, 그리고 큰 세포가 딸세포를 더 많이 남겼다는 선택 관련 서술도 같다.
5. 잭 쇼스택(University of Chicago)의 "스스로 리보솜과 단백질을 만들어야 한다"는 지적과 마이클 린치(Arizona State University)의 "자립적이지 않은 결과를 과대포장하지 말라"는 경계는 위 Quanta 기사에 인용된 발언이다. 존 글래스(J. Craig Venter Institute)가 이 결과를 생물학사의 이정표로 평가한 발언은 언론 보도로 전해진 것으로, 본문에서도 '평가'로만 서술했다.
6. Hutchison, C. A. 3rd, et al. (2016). Design and synthesis of a minimal bacterial genome. Science, 351(6280), aad6253. — JCVI-syn3.0(유전자 473개)의 원 논문. 본문 §01의 '깎아 내려오는' 접근 서술 근거.
7. Gibson, D. G., et al. (2010). Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome. Science, 329(5987), 52–56. — 2010년 합성 유전체 이식 실험.
8. NASA의 작업 정의("a self-sustaining chemical system capable of Darwinian evolution")는 합의된 생명의 정의가 아니라 연구 목적의 작업 정의다. 인터랙션의 안내문은 이 점을 전제로 썼다.
9. Forster, A. C., & Church, G. M. (2006). Towards synthesis of a minimal cell. Molecular Systems Biology, 2, 45. — 프리프린트가 인용한 "113kbp 최소 유전체"의 출처. 이 설계는 작은 분자 영양분만 공급받아 나머지를 스스로 만드는 세포를 전제하며 rRNA·tRNA·리보솜 단백질·에너지 대사를 모두 포함한다. SpudCell의 90kb는 그 항목들을 외부에서 받기 때문에 더 작은 것이므로, 두 숫자를 "최소 기록 경신"으로 비교하는 것은 성립하지 않는다(§05).
10. Kupferschmidt, K. (2026-07-01). "Lab-created 'SpudCell' marks 'stunning' step toward building life from scratch." Science. — Cell 투고·거절과 심사자 발언, 프리프린트 공개 전 언론 선공개 경위의 출처. 단일 매체 보도이며 Cell 측 확인은 실리지 않았다 — 본문에서도 "Science의 보도에 따르면"으로만 서술했다. 이 글을 쓰며 science.org 원문에 직접 접근하지 못해(구독 차단) 인용문 자체는 재현 매체를 통해 대조했다는 점을 밝혀 둔다.
11. 이 글이 일부러 싣지 않은 것. "SpudCell이라는 이름이 감자를 닮은 생김새에서 왔다"는 설명은 매체마다 엇갈려(스푸트니크 유래는 일관되나 생김새 유래는 일부 매체에만 등장) 본문에서 뺐다. 유전체를 처음 공개한 190쪽 원고에는 'SpudCell'이라는 단어 자체가 나오지 않는다.