"'1g에 영화 10억편' DNA 메모리 상용화 단초 마련"

권성훈 서울대 교수, 이달의 과학기술인상 수상

[아시아경제 김봉수 기자] 과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 7월 수상자로 권성훈 서울대 전기·정보공학부 교수를 선정했다고 6일 밝혔다.

권 교수는 데이터 시대의 핵심자원인 데이터를 효과적으로 저장·관리할 수 있는 DNA 메모리 기술 상용화의 단초를 마련한 공로를 인정받았다. 생화학 분자인 DNA를 사용해 방대한 데이터를 효율적으로 저장하는 기술이다. DNA 메모리는 0과 1로 이루어져 있는 디지털 정보를 DNA 염기서열(A, T, C, G)을 이용해 4진법 데이터로 변환하여 DNA에 저장한다. DNA 1g에 고화질 영화 10억 편을 저장할 만큼 저장용량이 월등히 크고 수명 및 전력 소비 측면에서도 기존 2진법 저장장치보다 우수해 미래 저장매체로 주목받고 있다. 하지만 생화학분자 DNA 합성 시 발생하는 오류는 데이터의 저장밀도 저하 및 정보 손실을 일으켜 상용화의 걸림돌로 작용했다.

권성훈 서울대 교수

권 교수의 연구팀은 DNA 합성 오류 대부분은 길이가 길어지거나 짧아지는 삽입과 결실(缺失)로 인한다는 점에 착안하여, 정확한 길이로 합성된 DNA 조각을 골라낼 수 있는 새로운 초고순도 DNA 정제 기술을 개발했다.

연구팀은 DNA 가닥들의 길이를 높은 처리량(high throughput)으로 동시에 측정하고, 길이가 다른 가닥을 분리해 측정 오류를 개선함으로써 DNA 메모리 물리집적도를 극대화하고 데이터 손실을 최소화했다. 연구팀이 개발한 정제기술은 DNA 메모리뿐만 아니라 DNA/RNA 백신·치료제 및 유전자 가위 등의 분야에 존재하는 DNA 합성 오류 문제 해결에도 기여할 것으로 기대된다.

권 교수 연구팀의 연구 결과는 네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology) 2022년 1월호에 게재되었다.

DNA 메모리 상용화를 위한 초병렬적 DNA 정제 기술 모식도.

권 교수는 “이번 연구는 수백억 종류의 DNA를 동시다발적으로 정제할 수 있는 초고순도 DNA 정제 기술을 개발해 DNA 메모리 기술의 필수 원료인 DNA 라이브러리를 높은 합성 효율로 얻을 수 있다는 데 의의가 있다”라며 “앞으로 DNA 라이브러리의 물리적 집적도를 높이고, 데이터 손실 가능성을 최소화해 안정적인 DNA 메모리 기술을 개발할 계획”이라고 밝혔다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr