카나리아보다 낫다? 실내 오염 물질 감지하는 벌레 등장 [핵잼 사이언스]

광산의 카나리아라는 이야기가 있다. 오래전 광부들이 유독물질에 민감한 새를 센서 대신 사용해 독성 물질이 위험한 수준임을 미리 알아냈다는 이야기다.

오염 물질을 감지하는 센서는 물론 호흡기를 보호할 장비도 없었기 때문에 당시에는 어쩔 수 없었지만, 이제는 사용하지 않는 방법이다. 동물 학대 논란은 물론이고 카나리아가 위험할 정도면 이미 사람도 꽤 위험한 상황이기 때문이다. 

하지만 유독 물질에 민감한 생물을 센서 대용으로 사용하려는 연구는 현재도 진행 중이다. 다만 이번에는 관리와 사육이 힘든 카나리아 대신 예쁜 꼬마 선충(Caenorhabditis elegans)이 대상이라는 점이 다르다. 

예쁜 꼬마 선충은 몸길이 1mm에 불과한 작은 선충으로 키우기도 쉽고 많은 장소나 먹이를 필요로 하지도 않는다. 그러면서도 중금속이나 각종 독성 물질에 매우 민감해 카나리아보다 훨씬 뛰어난 생물학적 센서가 될 수 있다. 

그러나 카나라아와 달리 작은 크기 때문에 상태를 확인하기 위해서는 현미경이 필요하다는 단점이 있다. 더구나 말 못하는 짐승이다 보니 죽을 때까지 농도가 높아지기 전까지는 위험 신호를 보내기 어렵다는 문제도 있다. 

핀란드 투르쿠 대학의 연구팀은 한 유전자를 삽입해 이 단점을 극복했다. 바로 예쁜 꼬마 선충이 오염 물질에 노출되면 24시간 이내로 녹색 형광 단백질 (green fluorescent protein·GFP)을 내놓도록 유전자를 삽입한 것이다. (사진) 

이 녹색 형광 물질의 농도를 측정하면 복잡한 검출 장치가 없어도 다양한 오염 물질이 존재한다는 사실을 알 수 있다. 더구나 형광 단백질의 양에 따라 반정량적으로 오염 정도를 판단할 수 있다는 점 역시 장점이다. 연구팀은 실내 공기의 곰팡이 및 독성 화합물질 오염을 확인하는데 이 유전자 조작 예쁜 꼬마 선충을 활용할 수 있다는 연구 결과를 저널 병원균 (Pathogens)에 발표했다. 

이 연구의 가장 큰 장점은 녹색 형광 물질 유전자 덕분에 살아 있는 동물을 죽일 염려 없이 안전하게 오염 물질의 농도를 확인할 수 있다는 점이다.

특히 예쁜 꼬마 선충이 아니라면 쉽게 측정하기 힘든 특정 곰팡이나 내놓는 독소처럼 다른 방법으로는 측정하기 힘든 물질도 쉽게 측정할 수 있다. 예쁜 꼬마 선충이 인간의 건강을 지키는 데 큰 기여를 할 수 있을지 앞으로 후속 연구가 주목된다.