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UST 과학기술연합대학원대학교

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대한민국 심해 열수구 미생물 연구, 15년 동안의 기록

  • 조회 : 397
  • 등록일 : 2020-10-05
대한민국 심해 열수구 미생물 연구, 15년 동안의 기록의 대표사진

책 읽는 계절

대한민국 심해 열수구 미생물 연구, 15년 동안의 기록
[작은 초능력자가 만드는 바이오수소] -심해 미생물 연구 이야기

강성균, 이현숙, 이정현 교수(UST-한국해양과학기술원(KIOST) 스쿨)

2002년. 한국해양과학기술원의 연구선 온누리호는 역사적인 항해를 시작했습니다. 태평양 심해저 광물자원 탐사를 나선 것입니다. 탐사팀의 임무 중 하나는 파푸아뉴기니 근처에 있는 심해 열수구(심해 바닥에 존재하는 간헐천)에서 생물 탐사를 하는 것이었는데요. 깊은 바다에 있는 열수구를 찾아내고 샘플 채취를 하는 것은 다년간의 경험을 가진 탐사팀에게도 쉽지 않은 일이었지만, 두 차례 시도 끝에 환경 시료를 채집하는 데 성공했습니다. 이때 ‘서모코커스 온누리누스(Thermococcus onnurineus) NA1’라는 새로운 미생물을 발견하는 쾌거를 거뒀고요. 그 후 15년. 한국해양과학기술원은 극한 미생물 NA1을 청정에너지원인 바이오수소를 생산하는 산업 균주로 개발했습니다. [작은 초능력자가 만드는 바이오수소]에는 NA1의 발견부터 산업현장에서의 활용까지, 전 과정이 담겨 있습니다. 해당 연구개발에 참여했던 UST 교원인 강성균, 이현숙, 이정현 교수가 저자로 참여했지요.

새로운 과학적 발견의 가치를 공유하고 싶은 마음

온누리호가 심해저 광물자원 탐사에 나선 2002년 당시. 심해 미생물을 확보하는 것은 어떤 나라도 쉽게 도전하지 못하는 분야였습니다. 고가의 장비, 높은 기술력, 실행의 어려움 탓에 몇몇 선진국만 가능한 것으로 여겨졌죠. 하지만 우리나라 연구팀은 순수 국내 기술로 심해 열수구 미생물을 확보하는 데 도전했고 성공했습니다. 그뿐만 아니라 그때 채취한 샘플에서 미생물을 분리해 배양을 시도했는데요. 2개의 배양 용기에서 미생물이 자라는 것을 확인했습니다. 분리된 미생물 가운데 하나가 온누리호의 이름을 딴 서모코커스 온누리누스 NA1입니다. ‘새로운 고균(Novel Archaea)’이라는 뜻이죠.

이 새로운 과학적 발견에 대한 놀라움은 여기에서 그치지 않았습니다. NA1은 섭씨 60~90℃의 높은 온도에서 성장이 가능한데요. 연구팀은 이런 특징에 주목했습니다. 높은 온도에서 성장이 가능하다면 열에 견디는 효소를 만들 수 있기 때문입니다. 연구팀은 NA1의 일부 유전자를 이용해 ‘DNA 중합 효소’를 개발했고 국내 유수의 생명공학 기업에 기술이전 되었습니다.

또한 NA1은 다양한 수소화 효소를 보유하고 있습니다. 수소는 환경 친화적 특성을 갖추고 있어 미래 에너지원으로 크게 각광 받고 있는데요. 연구팀은 NA1이 일산화탄소를 수소로 전환시키는 능력을 가지고 있음을 알아냈습니다. 오랜 연구 끝에 NA1을 바이오수소를 생산하는 산업 균주로 개발하는 데 성공했습니다. 특히 2016년 당진제철소에서 부생 가스를 이용해 전 세계 최초로 바이오수소 연속 생산 실증을 시도했고, 바이오수소 생산 기술이 산업현장에 적용될 수 있다는 가능성을 확인했습니다.

“장장 15년간 심해 열수구 미생물을 연구하며 ‘상식을 깨는’ 생명현상을 알게 되었습니다. 신비한 심해 열수구 미생물의 잠재력과 연구과정에서의 에피소드를 공유하고자 이 책을 발간하게 되었습니다.” (강성균 교수)

총 120쪽으로 구성된 이 책은 작고 얇습니다. 내용 또한 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 적혀 있죠. 언제 어디서나 그리 무겁지 않게 읽을 수 있습니다. 어려운 과학 이야기가 가득한데도 이 책을 펼치고 나면 새로운 발견을 마주한 과학자들의 환호, 인식의 틀을 깬 연구 내용, 연구성과가 의료계와 산업계로 뻗어 나가는 모습과 만나게 됩니다. 또 다른 미생물 발견에 대한 그들의 끊임없는 도전과도 만날 수 있고요.

새로운 발견 속에서 끊임없이 이어지고 성장하는 연구. 모든 연구자의 꿈 아닐까요? 이 책 속에서 모든 연구자가 바라는 발견과 환호, 도전을 만날 수 있을 거라고 확신합니다.

책 속의 문장, PICK!



[저자가 사랑하는 책 속의 문장]


“쉬우면 누구나 할 수 있지만 어려움에도 도전을 멈추지 않는 것은 가치를 알기 때문이며, 이는 과학자에겐 운명과도 같다. 새로운 기술의 가치를 인정하면서 모험과 도전에 동참한 분들과 협업하며 새로운 기술 개발과 연구를 계속 추진할 수 있도록 동력을 얻고 소중한 경험을 공유할 수 있었던 것 자체가 커다란 행운이다.” (116쪽)

“연구과정의 어려움 속에서도 도전하는 과학의 가치와 즐거움을 표현한 부분이라 가장 기억에 남습니다.” (강성균 교수)

[저자가 사랑하는 책 속의 문장]


“미생물의 연구는 예측을 넘어서는 신비의 탐험 과정이다.” (103쪽)

“미생물은 작아서 눈에 보이지 않지만 살아있는 생명체이기 때문에 유전체 속에 숨겨진 능력을 발휘하여 환경에 적응합니다. 미생물이 보여주는 부분적인 현상만으로도 놀라운데, 우리가 알아낸 것은 1%도 되지 않습니다.” (이현숙 교수)





[저자가 사랑하는 책 속의 문장]


“2002년 (한국해양과학기술원의 연구선인) 온누리호 탐사를 통해 태평양 파푸아뉴기니 인근 1,650미터 깊이의 심해 열수구에서 국내 최초로 고균 서모코커스 온누리누스 NA1을 분리하고 배양에 성공한 것은 대한민국 해양과학기술의 결집과 참여 연구원들의 노력이 더해진 결실이라고 할 수 있다.” (64쪽)

“연구의 성공 요인은 빛나는 아이디어와 훌륭한 기장비가 우선적입니다. 기본적으로 온누리호와 같은 연구선인 대형장비도 필요하지만, 때때로 첨단장비가 아닌 단순한 시료 채집기를 활용하고 확보한 시료 안에는 원하는 균주가 자랄 것이라는 믿음, 즉 무모할 정도의 도전으로도 이루어내는 것을 보여주었습니다.” (이정현 교수)

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