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[고든 정의 TECH+] 바이오 프린터로 산호초를 살린다? (연구)

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▲ (바이오 프린터로 출력한 산호와 그 미세 구조. Credit: UC San Diego/ Cambridge University)

산호초는 전 세계 바다 면적의 0.1% 미만에 불과하지만, 지금까지 보고된 해양 생물 종의 25%가 산호초에서 보고되었을 만큼 생물 다양성이 높다. 작은 동물인 산호가 모여 만든 거대한 해저 구조물인 산호초는 해양 생태계에서 가장 중요한 장소라고 해도 과언이 아니다. 하지만 지구 온난화 및 해양 산성화, 해양 오염, 남획으로 인해 산호초의 미래는 매우 어둡다. 서식 환경이 급격히 나빠진 산호가 공생 조류를 내보내면서 하얗게 변하는 백화 현상이 전 세계 산호초에서 목격되고 있으며 이로 인해 수많은 산호초가 사라질 위기에 처해 있다.

과학자들은 산호초를 보호하기 위해 산호를 양식하거나 혹은 다른 장소에서 건강한 산호를 이식하는 방법을 시도하고 있다. 이에 더해 케임브리지 대학과 캘리포니아 대학의 연구팀은 바이오 프린터를 이용해 인공적으로 산호를 빠르게 키우는 방법을 연구했다. 산호초 보호에서 가장 큰 문제점은 산호가 죽는 데는 오랜 시간이 걸리지 않지만, 작은 산호가 자라서 우리가 흔히 보는 큰 산호로 자라는 데 오랜 시간이 걸린다는 것이다.

연구팀은 최근 의료용으로 크게 주목받고 있는 바이오 프린터가 대안이 될 수 있다고 보고 연구를 진행했다. 일반적인 의료용 바이오 프린터는 사람 줄기세포와 생체적합 물질을 포함한 바이오 잉크를 이용해서 인체 조직이나 장기와 유사한 3차원 구조물을 출력해 사람에게 이식하는 것이 목표다. 연구팀의 목표는 바이오 프린터를 이용해 산호가 자랄 수 있는 유사 골격을 만든 후 여기에서 산호를 빠르게 자라게 만드는 것이다. 골격 물질은 PEGDA라는 생체적합 폴리머에 셀룰로스 나노크리스탈을 혼합해 출력하고 산호는 GelMA라는 젤라틴 하이드로겔 폴리머에 혼합해 출력한다. 그리고 바이오 프린터 출력물 내부의 산호가 빠르게 자랄 수 있도록 공생 조류를 넣어준다.



연구 결과는 기대 이상이었다. 연구팀은 자연 상태의 산호와 비교해서 바이오 프린터 산호가 매우 빠른 속도로 자란다는 사실을 확인했다. 특히 마리니클로렐라 카이스티애 (Marinichlorella kaistiae)라는 공생 조류를 넣어줄 경우 자연 상태보다 최대 100배 정도 빠른 성장 속도를 보였다. 연구팀은 이 연구 결과가 산호초 복구는 물론 바이오 연료 개발에도 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.

하지만 아무리 뛰어난 기술로 산호초를 복원한다고 해도 근본적인 문제를 해결하지 않으면 다시 파괴되는 것은 시간문제다. 지구 온난화와 해양 오염이라는 근본 문제 해결에 노력하면서 이런 신기술이 같이 접목돼야 위기에 처한 산호초를 구할 수 있다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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