생명공학의 발전은 의학 분야에도 혁명적인 변화를 몰고 왔다. 모든 생명의 기본 단위인 DNA(디옥시리보핵산) 분자의 비밀이 밝혀짐에 따라 분자 수준에서 질병을 진단하고 치료하는 분자의학이 출현했다.
특히 유전과 병원균에 의한 질병을 모두 정확히 진단하는 분자 진단(molecular diagnostics)이 의료 기술의 혁명을 일으키고 있다.
분자 진단에 사용되는 대표적인 장치는 바이오칩(biochip)이다. 바이오칩은 생체 물질을 분석하고 관련된 반응을 제어하는 생화학적 칩이다. 바이오칩 중에서는 DNA칩·단백질칩·랩온어칩 등이 대표적이다.
DNA칩은 컴퓨터의 칩(집적회로를 붙인 반도체 조각)을 만들 때와 비슷한 공정으로 제조된다.
컴퓨터칩에는 전자 소자가 집적되지만 DNA칩에는 인간의 유전자가 들어 있다는 것이 다를 뿐이다.
DNA칩을 사용하려면 먼저 혈액에서 견본을 추출해 DNA 조각의 염기서열을 컴퓨터로 분석한다.
쉽게 말해 한 방울의 피에서 추출한 DNA로 그 사람의 유전 정보 전체를 알아낼 수 있다.
DNA칩으로는 유전자를 분석하지만 단백질칩으로는 단백질을 분석한다. 쉽게 말해 단백질칩은 질병의 조기 진단을 유전자 수준에서 단백질 수준으로 확대한 기술이라고 할 수 있다.
난이도가 가장 높은 바이오칩 기술인 랩온어칩은 ‘칩 위의 실험실’로 불리는 엄지손가락만 한 크기의 장치로 질병 진단에 필요한 여러 분석 장비를 하나의 칩 안에 넣어둔 것이다. 의사들은 랩온어칩 하나를 들고 환자의 집으로 왕진을 다닐 수도 있다.
나노 기술과 의학이 융합한 의료 기술인 나노의학도 분자 수준에서 질병을 진단한다.
예컨대 미국 과학자들은 2004년에 암으로 여겨지는 세포들만 빛을 내도록 하는 방법을 개발했다.
알약을 한 개만 삼켜도 종양으로 바뀌기 시작한 세포들이 촛불처럼 깜빡거리는 것을 볼 수 있는 날이 다가오고 있다.