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[아이뉴스24 정종오 기자] 극지연구소 연구팀이 미국과 공동연구를 통해 서남극 빙하 아래 메르세르 빙저호에서 수천 년 동안 외부와 단절된 채 진화한 새로운 미생물을 발견하고 생존전략을 알아냈다.
이번에 파악된 빙저호 미생물들은 빛이 없는 저영양·고압 환경에서 살아남기 위해 다양한 대사 전략으로 에너지를 확보했던 것으로 파악됐다. 산소 가용성과 유기물·무기물 접근성에 따라 대사 전략이 달라졌다. 군집별 대사 기능 조합과 네트워크 구조도 변경됐다.
메르세르 빙저호에서 확보한 미생물 대부분은 기존에 보고 한국은행 금리인하 된 적이 없는 새로운 종이다. 외부와 교류 없이 유전적으로 고립된 채 독자적으로 진화한 것으로 추정된다.
이번 연구 결과는 앞으로 우주 탐사를 통해 생명체가 있을 가능성이 있는 목성의 위성 유로파, 토성의 달 엔켈라두스 등을 연구하는 데 기초 자료가 될 것으로 기대된다.
빙저호는 남극과 북극의 두꺼운 빙하 아래 존재하는 ssat고사장 호수를 말한다. 고립된 환경에서 장기간에 걸쳐 독특한 진화 과정을 거치기 때문에 과학적 가치가 높다. 막대한 탐사 비용과 기술적 난이도 탓에 온전한 시료 확보 사례는 극히 드물다.
극지연구소 김옥선 박사 연구팀은 미국 몬태나주립대 존 프리스쿠(John Priscu) 교수, 플로리다대 브렌트 크리스트너(Brent Christner) 교수 등 진행자 으로 구성된 공동 연구팀과 함께 서남극 1087m 두께의 빙하 아래에 있는 메르세르 빙저호(Subglacial Lake Mercer, 남위 84.661도, 서경 149.677도)를 탐사하고 확보한 시료를 분석했다.
극지연구소를 포함한 국제 연구팀이 남극 빙저호 생명체의 독특 대학생개인대출 한 생존 비법을 알아냈다. [사진=Metamorph Films]
탐사는 미국팀 주도로 2018~2019년에 이뤄졌다. 분석은 우리 연구팀이 주도했다. 열수 시추(hot-water drilling) 기술을 이용해 오염 없이 빙저호 시료를 확보한 것은 2013년 윌란스 빙저호 이후 인류 역사상 두 번째 조회서비스 이다.
메르세르 빙저호에서 확보한 1374개의 단일세포 유전체 분석 결과 대부분 해양·지표 미생물과 유전적으로 고립된 새로운 종이 발견됐다. 이들은 산소 농도에 따라 다양한 에너지원을 활용하는 방식으로 살아남았다. 이러한 차이는 군집 구조에서도 나타났다.
극지연구소 황규인 박사는 “대사적 유연성이 암흑·저영양·고압의 환경에서 미생물들이 수천 년간 생존할 수 있었던 핵심 요인”이라고 설명했다.
연구팀은 세계 최초로 빙저호 시료에 단일세포 유전체 분석을 적용해 극히 적은 생물량에서 유전체 수준의 분석을 구현했다. 앞서 윌란스 빙저호(Subglacial Lake Whillans)에서 예상외로 다양한 미생물이 발견된 이후, 한 단계 더 진전된 것이다. 단일세포 유전체 분석은 우리 연구팀 제안으로 시작됐다. 빙저호 연구를 한층 끌어올린 성과로 평가된다.
이번 성과는 남극의 초극한 환경에서 생명체가 어떻게 적응, 진화하는지 규명했다는 점에서 눈길을 끈다. 얼음 아래 바다가 존재하는 유로파(Europa), 엔켈라두스(Enceladus) 등 외계 천체의 생명 가능성 연구에도 기초 자료로 활용될 수 있다.
2018년 12월 빙저호 메르세르 현장탐사 캠프. [사진=존 프리스쿠 교수]
신형철 극지연구소 소장은 “우리 연구팀의 아이디어와 미국의 탐사 기술이 만나서 거둔 성과”라며 “남극에는 아직도 인간이 접근하지 못한 600여 개의 빙저호가 존재하는데 이번 연구를 바탕으로 앞으로 국제 협력을 강화해 미지의 극지 생태계를 개척하는 데 선도적 역할을 하겠다”고 말했다.
이번 연구는 극지연구소와 미국 과학재단의 SALSA(Subglacial Antarctic Lake Scientific Access) 프로젝트 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘Nature Communications’에 실렸다.
/정종오 기자(ikokid@inews24.com)
