현대 인간의 수명은 100년이 조금 못 된다. 유한한 인간의 삶을 생각하면 한 세기에 해당하는 100년은 그리 긴 시간이 아니다. 그런데 불과 한두 세기 동안, 인간의 생명체에 대한 인류의 관념 구조는 송두리째 바뀌었다. 1859년 다윈이 진화론을 발표한 이래, 1953년에는 왓슨과 크릭이 생명체의 정보를 담은 DNA의 구조를 밝혀냈다. 그리고 이제 진화론이나 DNA만큼 떠들썩하지는 않았지만 또 하나의 거대한 혁명이 예고된다. 바로 생명체의 3D 프린팅이다.

DNA 분석과 3D 바이오프린팅 기술은 흥미로운 대조를 보인다. DNA 분석이 생명체에 대한 염기서열 단위의 미시적 해체라면, 3D 바이오프린팅은 세포 단위의 거시적 해체다. DNA 구조 분석이 귀납적 발견이었다면, 3D 바이오프린팅은 인간이 먼저 상상을 한 후 이를 현실화한 연역적 발명이다. 이들 기술은 해체 후 다시 조립한다는 의미에서 ‘창조적 파괴’라는 공통점이 있다.

DNA 분석은 컴퓨터 디지털 혁명과 시기가 묘하게 맞아떨어졌다. 0과 1의 컴퓨터 정보 이론의 발전은 이제 빅데이터 시대로 접어들고 있다. 그런데 생명체도 디지털 정보로 치환할 수 있다. 미국 스크립스 연구소의 롬스버그 박사팀은 인공 DNA를 복제하는 데 성공했다. 이 연구는 DNA 염기를 레고 블록처럼 사용해서 새로운 생명체를 만들 수 있다는 이론 단계를 현실화 단계로 옮겨가는 데 기여하고 있다. 빅데이터를 다루는 기술이 발전하여 우리가 생명체를 구성하는 ‘신의 코딩’을 이해하게 된다면 인간에 의한 조작적 진화는 시간을 초월한 폭발성을 보일 것이다.

그렇다면 3D 바이오프린팅은 어떠할까. 3D 프린팅은 이미 생명 분야가 아닌 제조 분야에서 무서운 잠재력을 보여 주었다. 권총을 프린팅하거나 집을 프린팅하게 되면서 인간의 의식주와 사회에 획기적인 변화가 예상된다. 의학 분야에서 3D 프린팅이 사용되고 있다. 인공뼈 제작에서 시작하여 지금은 쉽게 가능성을 타진하기 어려운 분야까지 도전하고 있다. 바로 장기의 ‘기능’을 프린팅해 내는 작업이다. 어떻게 이 일이 가능한가.

프린터 원리는 기존의 아날로그 프린터와 크게 다르지 않다. 세포 하나하나를 프린터의 잉크 방울이라고 생각하면 된다. 원하는 기능을 가진 세포를 기존의 잉크젯 프린터나 레이저 프린터, 또는 미세압출원리를 이용해서 형태 유지용 바이오페이퍼(생체재료 지지체)에 분사한다.

이 바이오페이퍼는 세포를 닮은 합성 폴리머다. 우리가 종이에 잉크로 프린트를 하는 것은 2차원의 평면이지만 사실 종이와 잉크도 두께를 가지고 있다. 이들 바이오페이퍼 사이에 자외선 등을 조사하여 세포들을 접착시킨다. 아직 오장육부 장기의 기능을 실현하는 것은 연구단계에 있지만 신장처럼 기능적 소단위(네프론)로 구성된 장기부터 단계적으로 현실화될 것이라고 조심스럽게 전망하고 있다. 인공 신장 프린팅의 성공은 거의 노벨상에 가까운 성과가 될 것이다.

영화 제5원소에서는 외계인의 몸 조각을 생명체 합성 장치에 넣어 아름다운 여인을 만들어 내는 장면이 나온다. 이 장치는 외계인의 생체조직에서 DNA를 분석하여 생명체의 청사진을 알아낸 후, 그에 맞는 세포로 3차원적으로 프린팅해 내는 원리이다. 이제 과학 공상 영화는 더는 상상 속에 머물지 않을 것이다. 생명과학의 다각적 발전은 앞으로 신세계가 얼마 남지 않았음을 의미하기도 한다. 미래가 기다려지는 이유이다.