[와우! 과학] 위험한 채취는 내게 맡겨!…DNA 채취 드론 등장

소형 무인기인 드론은 점점 영역을 넓혀가면서 현대 사회의 또 다른 필수적인 도구로 자리잡았다. 최근 우크라이나 전쟁에서는 전쟁의 양상을 바꾼 무기라는 점을 또다시 입증했고 영상 촬영, 화물 수송 및 각종 산업 분야에서 활용도가 점점 커지고 있다. 과학 연구도 예외가 아니다. 특히 사람이 직접 가서 조사하기 힘든 생물체를 연구하는 데 드론의 쓰임새가 커지고 있다. 

예를 들어 고래를 연구하는 과학자들은 고래가 숨 쉴 때 나오는 물기둥에서 샘플을 채취하기 위해 드론을 사용하고 있다. 사람이 헬리콥터를 타고 접근하기 어려운 거리에 소형 드론을 대신 보내 DNA를 포함한 샘플을 채취하는 것이다. 드론 덕분에 사람도 고래도 훨씬 안전할 뿐 아니라 비용도 절감할 수 있다.

스위스 취리히 연방공과대(ETH Zurich) 등 유럽 여러 연구 기관들은 바다뿐 아니라 육지에서도 DNA를 수집할 수 있는 드론을 개발했다. 연구팀의 목표는 높은 나뭇가지에 있는 ‘환경 DNA’(environmental DNA, eDNA)를 수집하는 것이다.

나무는 수많은 생물종의 보금자리다. 따라서 여기에는 다양한 동식물의 세포와 DNA 파편들이 널려 있다. 이를 한 번에 채취해서 환경 DNA 분석을 하면 일일이 생물종을 채집하거나 포획하지 않아도 어떤 종의 생물이 있고 유전적 다양성은 어느 정도 인지 쉽게 알 수 있다. 문제는 나뭇가지 위로 사람이 직접 올라가 하나씩 검체를 채취하는 방법이 상당히 비효율적일 뿐 아니라 위험하다는 것이다. 

연구팀이 개발한 이드론(eDrone)은 쿼드롭터 형태의 드론으로 나뭇가지와 다른 생물체에 손상을 최소화하기 위한 독특한 외형을 지니고 있다. 이드론은 둥그렇게 생긴 보호 장치와 접착테이프 같은 검체 채취 장치를 이용해 나뭇가지를 옮겨 다니며 빠른 속도로 높은 나뭇가지에 있는 환경 DNA를 수집한다.

연구팀은 이드론을 이용해서 21종의 환경 DNA를 수집하는 데 성공했다. 당연히 사람이 사다리를 타고 올라가 채취하는 것보다 훨씬 빠르고 안전하다. 앞으로 산림 지대의 생태 조사 및 연구에서 드론의 활약이 기대된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com