캘리포니아 대학교 리버사이드 캠퍼스 연구팀이 DNA 서열분석(DNA sequencing), 약물 주입, 바이러스 검지 그리고 다른 바이오의학 분야에 사용되는 랩온어칩 기술을 자동화할 수 있는 컴퓨터 프로그래밍 언어를 창조했다. 랩온어칩은 mm나 cm 크기 차원에서 칩 내에 실험실 기능을 통합하는 장치이다. 이 기술은 바이오화학적 반응의 자동화와 소형화를 가능케 한다. 이것은 헬스케어 비용의 감소와 개선 가능성을 가지고 있다. 

"만약 당신이 컴퓨터를 처음 배운다고 가정한다면, 이것은 수학을 자동화하는 기본적인 툴임을 알고 있다. 우리가 창조하려는 것은 같은 방식으로 화학처리를 자동화하는 장치"라고 캘리포니아 대학교 리버사이드 캠퍼스 번스 광과대학(Bourns College of Engineering) 컴퓨터과학 및 컴퓨터공학과 조교수인 필립 브리스크(Philip Brisk) 교수는 말했다. 

가장 최신의 랩온어칩 장치는 오늘날 스마트폰과 태블릿 PC에서 사용되는 것과 이론적으로 비슷한 통합된 전자장치 센서를 탑재하고 있다. 이러한 센서들은 과학자와 헬스케어 전문가들이 수행하려는 미래의 분석에 관한 정보 결정을 하기 위해 센서 데이터를 분석하는 장치와 공동작업이 가능하도록 한다. 

브리스크(Brisk) 교수와 그의 연구팀은 센서 데이터를 컴퓨터 내로 이동시켜, 촉각을 통한 피드백 기술(A human in the loop)을 적용하는 대신에 자동화된 의사결정을 쉽게 하고 있다. 

"우리는 가능한 인간의 많은 상호작용을 제거하기 위해 진실로 노력 중이다. 이제, 당신은 칩을 가지고 그것을 사용하며 분석이 가능하다. 자동화와 프로그램 기능성을 통해, 당신은 휴먼 에러를 제거하고 비용을 절감하며 전체 프로세스의 속도를 높일 수 있다"고 브리스크(Brisk) 교수는 말했다. 

브리스크(Brisk) 교수의 연구결과는 컴퓨터 시스템에 관한 이머징 기술에 과학 저널인 [ACM Journal]에 "디지털 미세유체 바이오칩 상에서 컨트롤 플로우를 가진 자산의 해석(Interpreting Assays with Control Flow on Digital Microfluidic Biochips)"이라는 제목의 논문으로 발표되었다. 

이 논문에는 2명의 공동 저자가 있다. 브리스크 교수의 박사과정 학생인 다니엘 그리솜(Daniel Grissom)씨와 3년 동안 브리스크 교수의 지도를 받은 학부생이며 가을에 박사과정 학생으로 다시 연구를 시작한 크리스토퍼 커티스(Christopher Curtis)씨가 있다. 

연구팀은 마이크로소프트의 인도 연구사무소에서 개발한 기존의 생물학적 프로그래밍 언어인 바이오코더(BioCoder)로 연구를 시작했다. 이것은 원래 일련의 조치 단계를 표현하는 프로그래밍 언어를 사용하여 생물학적 실험을 자동화하고 재생산성을 개선시키기 위해 창조된 것이다. 

캘리포니아 대학교 리버사이드 캠퍼스 연구팀은 실시간으로 센서 피드백을 프로세싱하기 위해 바이오코더(BioCoder)를 수정했다. 랩온어칩의 행동을 모사하기 위해 소프트웨어 시뮬레이터를 사용하여, 그들은 이것이 작동 가능함을 증명했다. 이제, 이 대학교 바이오엔지니어링학 조교수인 윌리암 그로버(William Grover)씨와 공동으로, 그들은 실제 적용이 가능한 프로토타입 칩을 제작할 계획이다. 

이 연구는 국립과학기금의 [CNS-1035603] 승인 하에 진행 중이며, 국립과학기금 대학원 연구 펠로우십 그리고 이 대학교 올해의 학위 펠로우십(Dissertation Year Fellowship)이 2014년 6월에 박사과정을 완료한 그리솜(Grissom)씨에게 주어졌다. 

또한, 브리스크 교수는 최근에 랩온어칩 기술에 대한 반도체 디자인 자동화와 레이아웃 규칙을 적용하는 관련 연구에 국립과학기금의 [CAREER] 승인기금을 5년 동안 493,645달러 받기로 확정되었다.  

* 자료 - KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』