[핵잼 사이언스] 체르노빌 방사선 먹는 곰팡이, 인류 우주 진출 돕는다

34년 전인 1986년 4월 우크라이나 체르노빌 원자력발전소에서 대규모 폭발 사고가 일어났다. 그런데 사고가 일어난지 5년이 지난 1991년 엄청난 방사선에 어떤 생명도 존재하지 않는 것으로 보였던 원자로의 벽면에서 곰팡이가 발견됐다. 이 곰팡이는 방사선에 내성이 있는데다가 살아가기 위해 방사선을 흡수해 성장하고 있는 것으로 밝혀졌다. 그리고 이제 이 곰팡이는 먼 우주로 갈 우주비행사를 강력한 방사선으로부터 보호하는 기술을 개발하는 데 도움이 될 것이라는 기대를 모으고 있다.

‘크립토코쿠스 네오포만스’(Cryptococcus neoformans)라는 이름의 이 곰팡이는 사람의 피부를 검게 바꾸는 색소인 멜라닌을 다량 함유하고 있다. 이 대량의 멜라닌이 해로운 방사선을 흡수하고 그것을 화학 에너지로 바꾼다. 이는 식물이 광합성을 통해 이산화탄소와 엽록소를 산소와 포도당으로 바꾸는 것과 같다.

따라서 이 과정은 ‘방사성 합성’(radiosynthesis)으로도 알려졌지만, 이 구조를 방사선으로부터 사람을 보호하는 자외선 차단제와 같은 물질로 이용할 수 있으리라고 관련 연구자들은 확신하고 있다.

연구자들은 현재 이 곰팡이를 국제우주정거장(ISS)에 반입해 우주에서 방사선에 어떤 반응을 보이는지를 실험하고 있다.

화성으로 향할 우주비행사들은 지구 대기권에서 나가면 우주 방사선을 대량으로 맞을 위험에 노출된다. 따라서 미래에서는 우주선이나 화성 거주지에 이 곰팡이를 활용한 기술을 적용하면 방사선을 흡수해 사람을 보호할 수도 있는 것이다.

미국 존스홉킨스대와 스탠퍼드대 공동연구진은 이 곰팡이가 얇은 층으로 돼 있느면 ISS에 쏟아지는 우주 광선의 2%를 차단해 흡수할 수 있다는 사실을 발견했다.

측정 자료로 추정한 결과, 이 곰팡이의 층이 21㎝ 정도 되면 가까운 미래에 우주 여행자들을 지키기에 충분한 것으로 나타났다.

이에 대해 연구 공동저자인 닐스 아브레시 스탠퍼드대 연구원은 “이 곰팡이의 장점은 처음에 단 몇 g으로도 시작할 수 있다는 것”이라고 말했다.

아브레시 연구원은 또 “이 곰팡이는 자가 복제하고 자가 치유할 수도 있다”면서 “비록 태양 플레어가 방사선 실드를 크게 손상한다고 해도 며칠 지나면 다시 성장해 원래대로 돌아갈 수 있다”고 설명했다.

먼 우주를 탐사하는 데 있어 사람에게 가장 위협이 되는 요소는 바로 방사선이다. 지구 대기권의 보호를 벗어나 우주 공간으로 나가는 우주 비행사나 달 또는 화성에 정착해 살아갈 이주민을 위해서도 방사선 피폭 문제를 해결해야만 한다.

미국항공우주국(NASA)의 카스투리 벤카테스와란 연구원은 이 곰팡이의 방사선 흡수력을 추출해 약품을 제조하면 자외선 차단제처럼 해로운 광선을 막을 수 있다고 보고 있다. 그는 또 “이 덕분에 암 환자와 원자력 발전소의 기술자 그리고 항공기 조종사들도 해로운 방사선을 피할 수 있을 것”이라고 전망했다.

한편 이 연구 결과는 생명과학 분야 출판전 논문공유 사이트 ‘바이오 아카이브’(bioRxiv) 7월 17일자에 게재됐다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr