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[IT뉴스]세균끼리 신호 주고받아 덧셈…‘살아있는 회로’ 개발

온카뱅크관리자

2026-09-25 09:47:25

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="98bfiVIkXm">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="cf6388ff58824d52f0be98f598fef2809526692be25ebd28ce7949836e89d77c" dmcf-pid="26K4nfCE5r" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="세균 여러 무리를 전자 회로의 부품처럼 연결해 덧셈을 하는 ‘살아 있는 회로’를 MIT 연구진이 개발했다. /AI 생성 이미지" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/25/chosun/20260925093910749ytmh.jpg" data-org-width="1448" dmcf-mid="9nbfQzEot6" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/25/chosun/20260925093910749ytmh.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            세균 여러 무리를 전자 회로의 부품처럼 연결해 덧셈을 하는 ‘살아 있는 회로’를 MIT 연구진이 개발했다. /AI 생성 이미지
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          <p contents-hash="ad9e9f3381e39476cf75e0b55abd701ee8c3b8a7e5ae3ac3c55482169dc09315" dmcf-pid="VP98L4hD1w" dmcf-ptype="general">세균 여러 무리를 전자 회로의 부품처럼 연결해 덧셈을 하는 ‘살아 있는 회로’가 개발됐다. 세균이 숫자를 이해해 계산하는 것은 아니다. 화학 신호가 있으면 ‘1’, 없으면 ‘0’으로 정한 뒤 서로 다른 역할을 맡은 세균들이 신호를 주고받으면서 전자식 덧셈 회로와 같은 결과를 내도록 만든 것이다.</p>
          <p contents-hash="5cdb668e41f83ef1f48b956a179a10371c3b442b842995e4ae775de4bb4fd02c" dmcf-pid="fQ26o8lw1D" dmcf-ptype="general">MIT(미국 매사추세츠공대) 연구진은 식물 표면 등에 사는 세균인 ‘판토에아 아글로메란스’를 유전적으로 조작해 전자 회로의 트랜지스터와 비슷한 기능을 하는 세균을 만들었다고 국제학술지 ‘네이처 케미컬 바이올로지’에 최근 발표했다. 연구진은 두 종류의 ‘트랜지스터 세균’과 세 종류의 ‘중계 세균’ 등 모두 5종의 균주만으로 여러 종류의 회로를 만들었다.</p>
          <p contents-hash="998656fad34b56d491551c03e16973594f37ae4976699118e00e0a254ac84a5e" dmcf-pid="4xVPg6Sr5E" dmcf-ptype="general">◇전선 대신 화학 신호</p>
          <p contents-hash="4acc2e252b806979f84b0359a0cc3f78fe1a159bad0a064cd23165d59e95a3f9" dmcf-pid="8MfQaPvmXk" dmcf-ptype="general">전자 회로에서 트랜지스터는 전류를 켜고 끄는 스위치 역할을 한다. 연구진은 이 원리를 세균에 옮겼다. 한 세균 군집이 특정 화학물질을 감지하면 또 다른 화학물질을 내보내고, 옆에 있는 세균 군집이 이를 받아 다음 신호로 바꿔 전달하도록 했다. 세균 사이를 화학물질이 오가는 셈이다.</p>
          <p contents-hash="342d57b9e9f675ca7743e5b4db9f83a30179e28deac013a43174e5f3ae108973" dmcf-pid="6R4xNQTs5c" dmcf-ptype="general">연구진은 이 세균들을 약 5㎜ 간격으로 배치했다. 거리가 가까운 세균끼리만 화학 신호를 주고받도록 해 정보가 정해진 방향으로 이동하게 했다. 두 종류의 트랜지스터 세균은 신호를 통과시키거나 막았고, 세 종류의 중계 세균은 받은 화학 신호를 다른 종류의 신호로 바꿔 다음 세균으로 전달했다. 연구진은 이런 5종의 세균을 배치하는 방식만 바꿔 여러 연산을 구현할 수 있다고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="86f10123bd87f7100b6075143bb98f71e7358fa8f5d1150d8544fff5137818a4" dmcf-pid="Pe8MjxyOXA" dmcf-ptype="general">컴퓨터는 0과 1로 된 이진수를 계산한다. 예를 들어 1과 1을 더하면 이진수로는 ‘10’이 된다. 현재 자리의 합은 0이고 다음 자리로 1이 올라가는 것이다. 연구진은 세균들이 입력 신호 두 개를 받아 이처럼 ‘합’과 ‘올림’을 따로 내놓도록 만들었다. 이를 ‘반가산기(half-adder)’라고 한다. 이어 앞자리에서 넘어온 올림까지 함께 계산하는 ‘전가산기(full-adder)’도 구현했다. 가장 복잡한 전가산기에는 세균 군집 24개가 사용됐다.</p>
          <p contents-hash="2d2cfbbfae9b4dc3703b376a581280e777d96bab009a4f0d94dbd43ecc8da51c" dmcf-pid="QadomL1yGj" dmcf-ptype="general">기존에도 세포에 유전자 회로를 넣어 AND·OR 같은 논리 연산을 시키는 합성생물학 연구는 있었다. 문제는 계산이 복잡해질수록 한 세포 안에 더 많은 유전자 조절 장치를 집어넣어야 한다는 것이다. 서로 다른 회로가 간섭할 수 있고, 단백질을 만들어야 하는 세포에도 부담이 커진다. 과거에는 여러 세균을 연결해 복잡한 회로를 만들려면 신호의 입력과 출력을 달리한 수십 종류의 세포주가 필요한 경우도 있었다.</p>
          <p contents-hash="2904f856fccadaf891fca6a5ecff89c47e27ccbbb42d542a837731cf9e9da30c" dmcf-pid="xNJgsotW1N" dmcf-ptype="general">◇배치 바꿔 더 복잡한 연산</p>
          <p contents-hash="a3cac7cd5a0c4aa09e6289843c8a4b2936a37ef94bef8639f7a8db4f94d36d7b" dmcf-pid="y0XF9toMta" dmcf-ptype="general">이번 연구는 각 세균에는 단순한 역할만 맡겼다. 대신 같은 5종의 세균을 여러 번 사용하면서 어디에 놓고 어떻게 연결하느냐를 바꿨다. 같은 종류의 트랜지스터를 여러 개 연결해 스위치나 계산기 등 다양한 전자 회로를 만드는 것과 비슷하다. 연구진은 유전적 변화 없이 배치 패턴만 바꿔 회로를 구현했다고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="b0691abe2257bb22f6c7dfe0091d62f10992dd1fb21ff1dbcd34ae428918401c" dmcf-pid="WpZ32FgRZg" dmcf-ptype="general">다만 속도는 일반 컴퓨터와 비교할 수 없을 만큼 느리다. 세균이 화학 신호를 감지하고 새로운 물질을 만들어내고, 다시 이 물질이 옆 세균까지 퍼져야 하기 때문이다. MIT에 따르면 계산 한 번에 약 8시간이 걸린다. 연구진의 목표도 스마트폰이나 컴퓨터의 반도체를 세균으로 대체하는 것이 아니다.</p>
          <p contents-hash="75f989add077d3491ef9a3860270da70f63925179c3d046ff9230dab939921a6" dmcf-pid="YU50V3ae5o" dmcf-ptype="general">연구진은 식물 뿌리 주변의 토양이 말랐는지, 병원균이 침입했는지 등 파악하는 데 이번 회로를 활용할 수 있다고 밝혔다. 식물의 성장이나 가뭄·병해충은 초 단위로 변화하는 현상이 아니기 때문에 연산 속도가 하룻밤 정도 걸려도 된다는 것이다.</p>
          <p contents-hash="ee764cbb8bd033453725317c938c3f3087ccd1d6771c72b3279ac631efb630aa" dmcf-pid="Gu1pf0Nd5L" dmcf-ptype="general">아직은 실험실 단계이지만 연구진은 향후 회로 크기를 줄이고 세균을 3차원으로 배치하면 더 복잡한 ‘살아있는 컴퓨터’로 확장할 수 있다고 보고 있다. 연구진은 인체에 이식하는 바이오프린팅 장기나 살아 있는 건축물 표면처럼 기존 반도체가 작동하기 어려운 생물학적 환경에서 계산 기능을 수행하도록 하는 것이 장기적인 목표라고 밝혔다.</p>
         </section> 
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 조선일보. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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