“몸 속 내장 다 보이네”···피부 투명하게 만드는 ‘식용색소’

식용색소를 이용해 살아있는 동물의 피부 조직을 투명하게 만드는 기술이 개발됐다.

미국 스탠퍼드대 구쑹 훙 교수 연구진은 식용색소로 사용되는 노란색의 타르트라진(FD&C Yellow #5) 용액을 살아있는 생쥐의 두개골과 복부 피부에 주입했다.

일반적으로 빛은 한 물질에서 다른 물질로 이동할 때 휘어지는 굴절과 흩어지는 산란 현상을 일으키는데, 이때 물체의 속을 볼 수 없는 이유는 산란 현상 때문이다.

특히 신체는 이를 구성하는 지방, 세포 내 체액, 단백질 등 구성요소에 따라 빛의 굴절률이 모두 다르고, 이런 물질들이 밀집돼 있기 때문에 빛이 통과할 때 산란 현상이 일어나면서 내부를 볼 수 없게 된다.

연구진은 생체를 구성하는 물질들의 각기 다른 굴절률을 일치시킨다면 조직을 투명하게 만들 수 있을 것이라고 가정하고, 빛을 흡수하는데 가장 효과적인 염료가 다양한 굴절률을 균일하게 만드는 데 도움이 될 것이라는 가설을 세웠다.

이 과정에서 연구진이 노란색의 식용색소인 타르트라진에 주목한 것은 이 색소가 청광색과 자외선을 흡수할 수 있기 때문이다.



연구진은 먼저 닭가슴살을 얇은 조각으로 자른 뒤 타르트라진 용액을 테스트한 결과, 타르트라진 농도가 증가할수록 근육 세포 내 체액의 굴절률이 근육 단백질의 굴절률과 같아질 때까지 커지면서 닭가슴살이 투명해지는 것을 확인했다.

다음 실험에서는 타르트라진 용액을 쥐의 두피에 문질러 흡수시키자, 피부가 투명해지면서 뇌 표면 혈관이 보이기 시작했다. 복부에 발랐을 때에는 단 몇 분 만에 장기와 소화관, 심장 박동의 모습이 드러났다.

투명해진 신체는 용액을 완전히 씻어내자 원상태로 회복됐으며, 피부로 흡수돼 체내로 퍼진 염료는 소변을 통해 배설되는 것을 확인했다.



다만 인간의 신체는 쥐보다 피부가 약 10배 두꺼우며, 이번에 인체 실험은 포함되지 않았다.

연구진은 “가장 중요한 사실은 이 염료가 생명체에 안전하다는 것”이라면서 “다만 쥐보다 두꺼운 사람의 피부를 투명하게 만들기 위해서 어느 정도의 염료가 필요한 지 알 수 없다. 또한 인체에 어느 정도 사용했을 때 안전한지에 대해서도 추가적인 연구가 필요하”고 설명했다.

이어 “이 기술을 인체에 적용할 수 있다면, 의사들은 침습적 생검에 의존하지 않고 조직 검사 등이 가능할 수 있을 것”이라면서 “혈액 채취 시 정맥을 더 잘 보이게 하고, 암을 조기에 발견하고 치료하는 데에도 기여할 수 있을 것”이라고 기대했다.

또 “다음 연구에서는 인체 조직에 가장 잘 작용할 수 있는 염료의 용량을 밝혀내는 것이 목표 중 하나”라면서 “현재 타르트라진보다 더 효율적으로 (피부를 투명하게 하는데) 효율적인 물질에 대한 실험도 진행 중”이라고 덧붙였다.

자세한 연구결과는 최고 권위의 과학저널인 ‘사이언스’ 최신호(6일자)이 실렸다.