[파퓰러사이언스 3월호] 징그러운 바퀴벌레 곧 환경지킴이 된다

기계센서 대신 세포 이용 오염물질 탐지

`바퀴벌레가 환경파수꾼이라고`

집안에서 불청객 취급을 받으며 파괴 대상으로만 여겨지던 바퀴벌레가 인류의 새로운 동반자로 거듭나는 `아이러니`한 일이 추진되고 있다.

미국의 한 연구소에서는 바퀴벌레를 이용해 독극물을 탐지하고 오염물질을 감시하는연구가 한창 벌어지고 있다. 인간생활에 있어서 `적`으로 분류된 바퀴벌레가 인류를 위해 `결정적인 일`을 할지도 모를 시대가 다가오고 있는 셈이다.

이처럼 바퀴벌레를 이용해 생화학 약품을 탐지하는 연구활동을 벌이고 있는 작업 현장을 파퓰러 사이언스 3월호에서 만나보자.

◇바퀴벌레가 환경 정찰대(?)= 미국의 알버커키에 있는 샌디아국립연구소의 재료공학박사인 제프 브린커는 혐오스러운 곤충을 생화학 약품을 감지하는 비밀 환경 파수꾼으로 변모시키는 작업을 진행하고 있다.

미 국방부는 현재 벌레크기의 로봇에서부터 말벌에 이르기까지 그야말로 다양하고`기괴한`대상을 테러 방지 등에 이용하기 위한 연구를 벌이고 있다.

브린커 박사는 이미 3년전 일벌을 폭발물 탐지에 사용하는 연구 프로젝트에도 참가한 경험을 살려 바퀴벌레를 이용한 연구를 고안해 냈다.

브린커 박사는 “바퀴벌레의 가장 큰 특성은 내성이 뛰어나고 구석 구석의 틈새를 탐험하기를 좋아한다는 것”이라며 “이 같은 성질은 각종 생화학 물질을 탐지해 내는데 제격”이라고 말한다.

그렇다면 브린커 박사는 어떻게 바퀴벌레를 오염물질을 탐지해 낼 수 있는데 이용할 수 있었을까.

브린커 박사는 “유전학적으로 변형된 누룩 세포를 곤충의 체내에 이식해 유해한 물질을 발견하면 저절로 빛이 나도록 했다”며 “ 바로 이 부분이 바퀴벌레 연구의 열쇠”고 강조한다.

◇세포를 기계 센서 대신 이용= 브린커 박사 연구팀이 진행하고 있는 작업은 한마디로 살아있는 세포를 기계 센서 대용으로 사용한다는 점이다.

브린커팀원인 생화학자 수잔 브로직 박사는 세포는 작고 저렴하며 환경에 매우 민감한 점이 기계 센서에 비해 큰 장점이라고 강조한다.

브린커 박사는 살아있는 곤충의 세포가 현장에서 오랫동안 생존할 수 있도록 자체 개발한 `졸겔(Sol-Gel)`이라는 액체로 세포 포면을 감쌌다. 이 코팅이 다공성 세포를 감싸는 두께는 불과 몇 나노미터에 불과하고 각각의 구멍에는 세포의 활동과 외부 공기 감지에 필요한 영양소가 내장돼 있다.

브린커 박사팀은 이 같은 연구를 통해 지금까지 콜레라 바이러스에 녹색으로 빛나는 누룩을 만들어내는데 성공했다. 그리고 이 누룩을 바퀴벌레의 등에 붙인 후 특정 지역에 침투시키면 콜레라 바이러스의 유무를 알아 낼 수 있다는 것이다.

현재 브린커 박사팀은 탄저병에 대한 연구를 진행하고 있으며 다른 독극물에 대한 연구도 진행할 계획이다.

이처럼 세포를 이용한 응용센서 연구는 브린커 박사팀뿐 아니라 몇곳에서 더 연구를 진행중이다. MIT 과학자들은 지난해 천연두와 탄저병에 빛으로 반응하는 쥐의 세포를 만들어 냈다. 그리고 디트로이트에 있는 웨인 주립대학의 크라이그 지룩스 박사도 빵효모의 유전자 배열을 바꿔 오염 물질과 산업 폐기물을 감지하도록 하는 연구를 진행중이다.

끊임없는 과학의 발전은 지금까지 인류의 적으로 분류된 각종 곤총이나 혐오생물들을 `또 다른 그 무엇`으로 바꿔가고 있다.

<정리=한영일기자 [e-mail]>