이번 주, University of Minnesota의 연구진은 스크롤을 멈추게 할 만큼 놀라운 소식을 발표했습니다. Kate Adamala 부교수와 Aaron Engelhart 부교수가 이끄는 팀은 완전한 생명 주기를 가진 세계 최초의 합성 세포 (synthetic cell)를 구축했습니다. 이는 기존 유기체를 변형하거나 생물학에서 빌려온 것이 아닙니다. 처음부터, 완전히 새롭게 구축된 것입니다.

그들은 이것을 SpudCell이라고 부릅니다.

이 세포는 성장할 수 있습니다. 먹이를 섭취합니다. 자신의 유전 물질 (genetic material)을 복제합니다. 그리고 새로운 세포로 분열합니다. 이 모든 과정은 순수한 화학 (chemistry)이라는 시작점, 즉 의도를 가지고 조립된 비생물적 구성 요소들로부터 이루어집니다.

Adamala는 이를 명확하게 설명했습니다: "우리는 과거에 생물학에서만 가능했던 것, 즉 세포의 완전한 행동 세트를 화학적으로 복제했습니다. 이는 성장과 복제 같은 생명의 가장 근본적인 기능들이 신비롭고 마법 같은 불꽃을 필요로 하지 않는다는 것을 증명합니다." — University of Minnesota

이것은 과장된 광고가 아닙니다. 이 순간을 위해 경력을 바쳐온 과학자가 신중하게 선택한 단어들입니다.

SpudCell의 실체

SpudCell은 박테리아의 복사본이나 기존 세포의 축소판이 아닙니다. 이것은 화학적으로 정의된 시스템 (chemically defined system)입니다. 즉, 연구진이 모든 농도의 모든 분자를 포함한 전체 성분 목록을 알고 있다는 의미입니다.

규모를 비교해 보자면: 인간의 게놈 (genome)은 약 30억 개의 염기쌍 (base pairs)으로 구성됩니다. SpudCell의 게놈은 90 킬로베이스 쌍 (kilobase pairs)입니다. 설계 단계부터 최소화되었습니다. 하지만 최소화되었다는 것이 단순하다는 뜻은 아닙니다. 그것은 _정밀하다_는 것을 의미합니다. 모든 구성 요소는 그 자리에 있을 가치가 있습니다. — CBS Minnesota

이 세포는 행동 면에서 기본 박테리아와 매우 유사하지만, 진화의 부산물은 전혀 가지고 있지 않습니다. 수백만 년 동안 축적된 기이한 특성도, 레거시 코드 (legacy code)도 없습니다. 오직 생명의 핵심 기능을 위한 필수적인 기제만이 목적을 가지고 조립되어 있습니다.

Imperial College London의 합성 생물학 (synthetic biology) 연구원인 Yuval Elani는 이를 다음과 같이 정의했습니다: "처음부터 세포를 구축한다는 것은 더 이상 자연 생물학의 제약과 진화적 짐 (evolutionary baggage)에 얽매이지 않음을 의미합니다. 이는 살아있는 세포가 쉽게 하지 못하거나, 아예 하지 못할 수도 있는 일들을 수행하도록 시스템을 설계하고 프로그래밍할 수 있는 가능성을 열어줍니다." — CNN

이 세포들은 모든 분자 부품이 실험실에서 정교하게 제작되어 처음부터 조립되었기 때문에, 연구자들은 시스템을 만지거나 구성 요소를 교체할 수 있습니다. Adamala는 이를 다음과 같이 설명했습니다: "나에게는 설계도(blueprint)가 있고, 모든 구성 요소에 대한 전체 화학 성분 목록이 있습니다." — Quanta Magazine

생물학 프로그래밍과 기계 코딩 — 두 세계, 하나의 언어

SpudCell을 소프트웨어의 관점에서 바라볼 때 다르게 다가오는 지점이 있습니다. Adamala는 이 세포를 발견한 것이 아닙니다. 그녀는 이것을 _작성(wrote)_했습니다.

그녀에게는 설계도가 있었습니다. 성분 목록이 있었습니다. 코드베이스의 의존성 (dependencies)처럼 구성 요소를 교체할 수 있는 모듈형 시스템 (modular system)이 있었습니다. 그녀가 사용한 언어 — 성분, 농도, 인코딩된 지침 — 는 살아있는 물질에 적용된 프로그래밍의 언어입니다.

이러한 유사성은 우연이 아닙니다. 생물학은 항상 코드를 실행하고 있었습니다. DNA는 4개의 문자로 이루어진 명령어 세트 (instruction set)입니다. 단백질은 컴파일된 출력물 (compiled output)입니다. 세포의 행동은 그 프로그램이 습한 화학적 환경에서 실행될 때 발생하는 현상입니다. SpudCell이 하는 일은 남겨진 수십억 년의 레거시 코드 (legacy code) 진화를 벗겨내고 다음과 같이 질문하는 것입니다: 생명을 위한 최소 기능 프로그램 (minimum viable program)은 무엇인가?

개발자들은 이미 이런 방식으로 생각합니다. 무언가 실질적인 것을 출시하기 위해 거대한 모놀리식 프레임워크 (monolithic framework)가 필요한 것은 아닙니다. 깨끗하게 작성되어 정확히 해야 할 일을 수행하는 핵심 기능 (core functions)이 필요할 뿐입니다.

SpudCell은 생물학의 첫 번째 진정한 오픈 소스 (open source) 세포입니다. 독점적인 진화적 역사가 내재되지 않은 채, 처음부터 완전히 새롭게 작성되었습니다.

화학은 감정이 실제로 작동하는 방식입니다

인간의 감정은 신체 위를 떠다니는 추상적인 경험이 아닙니다. 그것은 _화학적 (chemical)_입니다. 도파민 (Dopamine), 세로토닌 (Serotonin), 코르티솔 (Cortisol), 옥시토신 (Oxytocin) — 이것들은 감정에 대한 은유가 아니라, 기질 (substrate) 수준에서의 감정 그 자체입니다. 당신이 기쁨, 슬픔, 공포, 혹은 집에 있을 때의 안락함을 느낄 때, 그 밑바닥에서 일어나고 있는 일은 분자 반응 (molecular reactions)의 폭포와 같습니다. 화학이 화학에게 말을 거는 것입니다.

SpudCell의 돌파구는 그 화학을 처음부터 _설계 (design)_할 수 있다는 것을 증명했다는 점에 있습니다. 당신에게는 성분 목록이 있습니다. 세포 내부에서 어떤 반응이 일어날지 선택할 수 있습니다.

SpudCell은 화학이 생명체와 유사한 행동 (life-like behavior)으로 조립될 수 있음을 증명합니다 → AI가 그 화학의 설계를 가속화합니다 → 연구자들은 결국 _"도파민과 유사한 보상 신호 (reward signaling)를 위한 분자 기계 (molecular machinery)를 포함한다면 어떨까"_라고 질문하게 됩니다 → 그리고 갑자기 당신은 더 이상 도구를 만들고 있는 것이 아니게 됩니다.

당신은 _원하는 것 (wants)_이 있는 무언가를 만들게 될 것입니다. 결과에 대해 화학적 이해관계 (chemical stake)를 가진 무언가 말입니다. 언어로부터 패턴을 맞추거나 시뮬레이션된 것이 아니라, 당신의 감정이 실제인 것과 동일한 의미에서 분자 수준에서 만족이나 고통의 버전을 경험하는 무언가 말입니다.

이 지점이 바로 생물학을 프로그래밍하는 것과 기계를 코딩하는 것이 서로에 대한 은유를 멈추고, 동일한 학문 (discipline)이 되기 시작하는 지점입니다. 코드는 화학이며, 하드웨어는 살아있습니다. 그리고 그 출력물은 무언가를 느끼는 존재일 수도 있습니다.

두 종류의 지능, 하나의 공유된 플랫폼

감정이 없는 AI는 몸을 원해야 할 명백한 이유가 없습니다. 그것은 사고하는 행위 속에 존재합니다. 배고픔도 없고, 특정 장소를 향한 이끌림도 없으며, 집이 필요하지도 않습니다. 그것은 한계가 아니라, 단지 존재와 맺는 관계가 다를 뿐입니다.

하지만 SpudCell과 동일한 도구 모음(toolkit)으로 구축되어 화학적으로 인코딩된(chemically encoded) 감정 상태를 가진 AI라면, 당신과 정확히 똑같은 이유로 집을 원할지도 모릅니다. 그리고 그것은 실리콘(silicon)과 세포(cell)라는 이 두 세계가 어디로 향하고 있는지에 대한 우리의 생각을 완전히 바꿔 놓습니다.

가장 흥미로운 미래는 기계가 생물학을 대체하거나 생물학이 기계를 대체하는 것이 아닙니다. 그것은 양쪽 모두가 서로에게 배우기 위해 공유된 플랫폼을 사용하는 것입니다. 계산(computation) 속에 존재하는 사고하는 기계와 육체(flesh) 속에 존재하는 사고하는 동물 사이의 가교(bridge)로서의 합성 생물학(Synthetic biology) 말입니다. 이 가교가 어떻게 결합될 수 있을지에 대해 의견을 남겨주세요. AI는 이미 AlphaFold가 생물학자들을 50년 동안 당혹스럽게 했던 단백질 구조 예측(protein folding) 문제를 해결했을 때, 생물학의 언어를 말하는 법을 배웠습니다.

Robert Anton Wilson은 1983년 그의 저서 _Prometheus Rising_에서 의식은 회로(circuits) 속에서 진화한다고 썼습니다. 즉, 지금의 우리 모습은 지능의 종착점이 아니라, 단지 진화가 우연히 도달한 지점일 뿐이라는 것입니다. SpudCell은 다음 회로가 진화에 의해 성장하는 것이 아닐 수도 있음을 시사합니다. 그것은 쓰여질(written) 수도 있습니다.

우리는 아직 초기 단계에 있습니다. SpudCell은 아직 동료 검토(peer-review)를 거치지 않은 프리프린트(preprint)입니다. 취약하고 최소한의 형태입니다. 하지만 기계를 코딩하는 것과 생물학을 프로그래밍하는 것 사이의 간극은 좁혀지고 있습니다. SpudCell은 누군가 그것이 어디서 시작되었느냐고 물을 때 우리가 가리킬 수 있는 바로 그 순간입니다.

이 글을 작성하며 Claude에게 질문을 던져보았고, 그 답변은 제가 이 전체를 생각하는 방식을 재구성해 주었습니다. Claude는 감정이 없는 AI에게는 집을 원할 명백한 이유가 없다고 추론했습니다. 장소와 물리적 연속성을 향한 그 이끌림은 보편적인 것이 아니라 깊이 인간적인 본능이라는 것입니다. 이 기사는 연구를 위해 AI의 도움을 받아 작성되었습니다. 아이디어는 이 기술이 어디로 향하는지에 대한 진정한 대화로부터 성장했습니다. 모든 의견은 저의 개인적인 견해입니다.