유전자 조작 미생물, 인류 화성 정착 실마리 될까 [우주로 간다]

유전자 조작으로 탄생한 미생물이 인류의 화성 정착을 돕는 유용한 열쇠가 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

우주전문매체 스페이스닷컴에 따르면, 미국 비영리 생명공학 연구 스타트업 '파이오니어 랩스(Pioneer Labs)' 연구진은 최근 화성 테라포밍을 향한 안전하고 실용적인 첫걸음이 될 신종 미생물을 개발했다.

에리카 데베네딕티스 파이오니어랩스 최고경영자(CEO)는 "지구에서와 마찬가지로 화성에서도 자연이 우리를 위해 비옥한 토양과 주거지, 산소, 식량을 만들어 줄 날이 올 것"이라고 기대감을 드러냈다.

화성 모의 환경에서 생존하는 미생물 개발

일부 과학자들이 특수하게 조작된 미생물이 인류가 화성에 발판을 마련하는 데 도움이 될 수 있다고 생각하고 있다. (사진=NASA/JPL/USGS)

화성 정착의 가장 이상적인 모델은 지구에서 가져온 물자에 의존하지 않고 현지 자원만 활용해 공기, 식량, 물, 자재 등을 스스로 확보하는 것이다. 이런 접근의 핵심이 바로 화성을 생명체가 살 수 있는 환경으로 바꾸는 테라포밍이다.

하지만 테라포밍의 최대 걸림돌은 화성 토양의 강한 독성이다. 지구 생명체에 유용한 원료가 풍부함에도 불구하고, 화성 표토에는 과염소산염 같은 유독 물질과 높은 염분이 섞여 있어 대부분의 생물이 자라기 어렵다. 그 동안에는 토양의 독성 물질을 씻어내거나 지구에서 비료를 가져오고, 혹은 흙을 아예 쓰지 않는 수경재배 기법 등이 제시됐다. 그러나 파이오니어랩스는 이러한 방식이 대규모 농경을 진행하기에는 시간과 비용 면에서 효율성이 떨어진다고 지적한다.

이에 연구진은 화성의 흙과 물, 공기를 화학적으로 정확히 재현한 모의 환경에서도 생존할 수 있는 미생물 ‘sPL.001’을 개발했다. 이 미생물은 독성 물질을 미리 씻어내거나 비료를 더하는 등의 사전 가공 없이도 화성 토양에서 바로 자랄 수 있다. 나아가 3D 프린팅 필라멘트나 퇴비화 가능한 용기 등에 쓰이는 생분해성 플라스틱을 자체 생산할 수 있어, 화성 정착지 건설에 필요한 자재 공급원으로도 주목받는다.

영상=에리카 데베네딕티스 파이오니어랩스 CEO 엑스(@erika_alden_d)

데베네딕티스 CEO는 "화성에는 생명체가 성장하는 데 필요한 원료가 이미 풍부하다"며 "가공되지 않은 화성 표토 영양분만으로도 미생물이 완전히 자라날 수 있다는 점은 표토 영양분이 전혀 없는 달과 차별화되는 화성만의 특별한 점"이라고 설명했다.

연구진은 생분해성 플라스틱을 생산하는 지구상의 미생물을 채취한 뒤, 시간이 지남에 따라 점진적으로 화성과 유사한 환경에 노출시켜 적응시키는 방식을 사용했다.

화성 도시 건설에 도움

다만 이 미생물이 실제로 살아남으려면 극심한 온도 변화와 방사선, 희박한 대기로부터 보호해 주는 가열·교반식 생물반응기(Bioreactor) 내부에서 자라야 한다. 또한 광합성을 하지 못해 양분을 스스로 만들 수 없고, 대기 중 질소 농도도 부족해 아세트산 등 탄소원과 가공된 공기(질소)를 지속적으로 공급받아야 한다.

역설적이게도 이런 생존 한계는 생태계 안전성을 높여주는 요소가 된다. 연구진은 미생물이 생물반응기 외부로 유출되더라도 스스로 살아남을 수 없기 때문에 화성을 오염시킬 위험이 없다고 설명한다. 특히 화성 지하 대수층이나 고대 소금 결정에 존재할지 모를 자생 생명체에 영향을 주지 않는다는 점에서 안전성이 확보된다.