응? 미생물은 '골칫덩어리' 아니었어?

Sinclair Stammers/Science Photo Library

 

우주 미생물, 장거리 탐사의 핵심 기술로 부상

 

2019년 7월 25일, 국제우주정거장(ISS)에서는 지구에서 가져온 미생물로 희귀 원소를 추출하는 실험이 진행됐다. 유럽우주국(ESA) 소속 우주비행사 루카 파르미타노(Luca Parmitano)는 미생물을 배양기에 설치하고, 연구진은 이들이 아이슬란드산 현무암에서 희귀 원소를 추출할 수 있는지 조사했다.

우주 탐사가 화성이나 소행성으로 확장됨에 따라, 필수 자원을 현지에서 생산하고 폐기물을 재활용하는 기술이 필요해졌다. 과학자들은 미생물이 더이상 골칫덩어리가 아니라 우주 자원 채굴, 식량 및 의약품 생산, 거주지 건설 등 다양한 역할을 맡아줄 수 있을 것으로 기대한다. 미국 애리조나 주립대(Arizona State University) 미생물학자 셰릴 니커슨(Cheryl Nickerson)는 "미생물이 우주에서 어떻게 작용하는지 더 깊이 이해해야 한다"며, "이를 통해 우리가 원하는 방식으로 활용할 방법을 찾아야 한다"고 말했다.

 

예를 들어 화성 임무는 왕복 3년이 걸릴 텐데, 우주 방사선을 쐬여 생기는 골밀도 저하와 같은 건강 문제가 발생할 수 밖에 없다. 이를 해결할 약물이 필요하지만 그렇다고 지구에서 모든 약을 가져갈 수는 없다. 따라서 우주에서 필요한 의약품을 직접 생산할 수 있는 방법이 연구되고 있는 것이다. 

NASA 에임스 연구센터의 합성생물학자 린 로스차일드(Lynn Rothschild)는 고초균(Bacillus subtilis)을 활용해 화성의 물에서 독성 물질을 제거하고 의약품을 생산하는 연구를 진행하고 있다. 이 미생물은 극한 환경에서도 생존할 수 있는 내성 포자를 형성하며, 우주 환경에서도 잘 견디는 것으로 유명하다. 로스차일드는 이 미생물을 활용하여 화성 물에서 발견되는 독성 화합물(과염소산염)을 제거하고, 의약품을 생산하는 연구를 진행 중이다. UC 버클리 연구진은 광합성을 하는 사이아노박테리아(남세균)를 이용해 산소를 만들어보고 있다. 연구팀은 spirulina(스피룰리나)를 유전자 조작하여 진통제(파라세타몰)를 생산하는 기술을 개발했으며, 이론적으로는 화학 정제 없이 직접 섭취하는 것도 가능하다고 밝혔다.

미생물은 건축 소재로도 활용될 수 있다. 로스차일드 연구진은 균류(myco-architecture)를 이용하여 방사선을 차단할 수 있는 건축 자재를 개발하고 있다. 한편, 인도 방갈로르 과학연구소(Indian Institute of Science) 연구팀은 화성과 달의 토양(레골리드)을 이용한 벽돌 제조 실험을 진행 중이다. 이 외에도, 연구자들은 미생물을 활용한 3D 프린팅 기술로 우주에서 도구를 제조하는 방안도 검토하고 있다.

미생물이 우주 탐사의 필수 요소로 떠오르고 있지만, 해결해야 할 과제도 많다. 미세 중력 환경에서 미생물이 어떻게 반응하는지에 대한 연구가 부족하며, 우주에서 실험을 설계하는 것은 비용과 기술적 난제가 따르기 때문이다. 

유럽우주국(ESA) 연구원 니콜 카플린(Nicol Caplin)은 "우주 실험을 단순화하고 자동화할 필요가 있다"며, "우주정거장에서 실험을 수행하는 비용이 시간당 13만 달러(약 1억 7천만 원)에 달하기 때문에, 최소한의 개입으로 최대한의 결과를 얻는 것이 중요하다"라고 강조했다. 

 

은이은 | unyiun@outlook.kr 

 

https://www.nature.com/articles/d41586-025-00319-5