[과학과 놀자] 미생물만 있으면 화성에서 장기체류 가능
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(193) 미생물 식품미생물은 맨눈으로 볼 수 없을 정도로 작다. 17세기 중반 미생물이 존재한다는 사실이 드러난 이후 많은 연구를 거쳐 미생물의 다양한 능력이 확인됐다. 미생물은 현재 인간의 질병 치료를 비롯해 농산물 관리, 에너지 생산 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 최근에는 기후변화와 식량 위기 문제를 해결할 식품으로 주목받고 있다. 화성 등 지구 밖 행성에서의 활용성까지 검증되고 있다. 우주에서 미생물 식품을 이용한 자급자족이 가능해질 수도 있다는 뜻이다.
미생물의 유익성과 유용성이 연구를 통해 속속 드러나면서, 2010년 후반부터는 질병 치료에 미생물을 이용하는 연구가 주목받기 시작했다. 장내미생물이 치매와 같은 뇌 질환과 밀접한 관련성이 있다는 연구가 나왔다. 항암 치료 효과도 밝혀졌다. 2023년에는 항암 치료를 돕는 경구 장내미생물 치료제가 세계 최초로 승인됐다.
미생물의 바이오매스에는 단위 건조 질량당 많은 양의 단백질을 함유하고 있는데, 이는 육류에 맞먹을 정도다. 또 가축, 어패류, 농작물과 비교해 단위질량을 생산하는 데 가장 적은 양의 이산화탄소를 배출한다. 미생물을 배양하는 데 필요한 물의 양과 토지 면적도 적어 환경친화적이다. 그야말로 지속 가능한 고영양 식량자원인 셈이다.
미생물은 이미 음식으로 소비되고 있다. 김치, 청국장, 빵, 요구르트 같은 발효식품이 대표적이다. 김치에 함유된 유산균, 메주 표면에 분포한 고초균 등이 모두 미생물이다. 이 외에 미생물 배양으로 얻은 바이오매스나 배양액으로부터 분리한 식품 성분도 음식 재료로 두루 쓰이고 있다. 글루탐산나트륨, 식품용 단백질, 아미노산, 향료 화합물, 식용색소 등이다. 미래에는 바이오매스나 배양액 형태가 아닌 미생물을 음식처럼 섭취하게 될 전망이다.이런 미생물의 유용성은 지구 밖 행성에서도 통할 것이다. 애덤 아킨 미국 버클리 캘리포니아대(UC버클리) 생명공학과 교수는 미국항공우주국(NASA)의 지원을 받아 우주공간에서의 생물공학을 연구하는 연구소를 운영 중이다. 아킨 교수는 지난 4월 ‘2024 한국생물공학회 춘계 학술 발표대회 및 국제 심포지엄’에서 화성에서 직접 식물을 키우고 미생물을 배양하는 우주 식품 공장 건설 계획 검증 단계를 마쳤다고 밝혔다.
지구에서 우주선을 타고 화성에 가는 데만 약 2년이 걸린다. 화성에 도달한 후 연구를 진행하려면 생존 시스템이 필요하다. 이때 각종 식품을 우주선에 싣고 가는 것보다 식품으로 쓰일 재료만 싣고 화성에 미생물 공장을 만드는 것이 비용 절감 측면에서도 효과가 있다고 보는 것이다. 미생물 공장을 가동하는 데 필요한 건 미생물, 이산화탄소, 암모니아, 빛뿐이다. 지구에서 미생물만 가져가면 나머지는 모두 화성에 존재한다. 아킨 교수는 “화성에 미생물 공장을 지으면 20명의 우주비행사가 1년간 살아남을 수 있을 것으로 기대한다”라고 밝혔다. 머지않아 우주인의 자급자족이 가능해질 전망이다.
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조혜인 과학칼럼니스트·前 동아사이언스 기자