남극 1087m 두께 빙하 아래서 살아남은 미생물

작성일 08-18

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 극지연구소, 미국과 공동연구 
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 2018년 12월 빙저호 메르세르 현장탐사 캠프 전경. Billy Collins, 존 프리스쿠 교수 제공.
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 국내 연구진이 미국과 공동연구를 통해 서남극 빙하 아래에서 진화한 새로운 미생물을 발견했다. 극한 환경에서 살아가는 생명체의 진화적 비밀을 풀어내는 동시에 외계 생명체 탐사 연구에도 도움이 될 것으로 기대된다. 
 극지연구소는 서남극 빙하 아래 메르세르 빙저호에서 수천 년 동안 외부와 단절된 채 진화한 새로운 미생물을 발견했다고 18일 밝혔다. 이번 연구는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 게재됐다.
 지구상에서 가장 접근하기 어려운 미지의 영역 중 하나인 빙저호는 두꺼운 빙하 아래 존재하는 거대한 호수다. 이곳은 외부와 단절된 채 수천 년에서 수백만 년 동안 유지돼 왔기 때문에 독특한 진화를 거친 생명체가 존재할 가능성이 높은 곳으로 여겨진다. 막대한 비용과 기술적 난이도 때문에 온전한 시료를 확보하는 것은 매우 어렵다. 
 김옥선 극지연구소 연구원 연구팀은 존 프리스쿠 미국 몬태나주립대 교수, 브렌트 크리스트너 플로리다대 교수 등으로 구성된 공동 연구팀과 함께 서남극 1087m 두께의 빙하 아래에 있는 메르세르 빙저호(84.661°S, 149.677°W)를 탐사했다. 
 탐사는 2018~2019년 미국팀 주도로 이뤄졌고, 이후 분석은 김 연구원 연구팀이 주도했다. 연구팀은 '청정 열수시추(hot-water drilling)' 기술을 이용해 빙하 아래에 위치한 메르세르 빙저호에 접근해 오염 없이 순수한 시료들을 채취했다. 
 청정 열수시추 기술은 고온의 멸균수를 고압으로 분사해 빙하를 녹이며 통로를 확보하는 방식이다. 기계식 드릴과 달리 오염물 유입 위험이 적고 빠르게 수 km 깊이까지 접근할 수 있다.
 이 과정에서 사용되는 물은 여과·멸균 과정을 거쳐 외부 미생물이 섞이지 않도록 철저히 관리된다. 덕분에 수천 년간 고립된 빙저호 생태계를 손상시키지 않고 순수한 시료를 확보했다.
 빙저호 시료를 채취한 것은 2013년 윌란스 빙저호 이후 인류 역사상 두 번째다.
 연구팀이 빙저호에서 확보한 1374개의 단일세포 유전체를 분석한 결과 바다나 지표에서 흔히 볼 수 있는 미생물과는 다른 새로운 종류의 미생물들이 다수 발견됐다. 미생물들은 산소 농도에 따라 다양한 에너지원을 활용하는 방식으로 살아남았으며, 이런 차이는 집단 구조에도 그대로 반영돼 다양한 방식으로 살아가는 미생물들이 공존할 수 있게 했다. 
 황규인 극지연구소 연구원은 "미생물들은 산소 농도에 따라 다양한 에너지원을 활용하는 '대사적 유연성'을 가지고 있었다"고 설명했다. 미생물들은 빛도 없고 영양분도 부족하며, 압력이 높은 극한의 환경에서 유연하게 에너지를 바꿔 쓰며 생존 전략을 구사해 온 것이다. 
 이번 연구 성과는 단순히 지구 생명체의 적응과 진화를 규명하는 데 그치지 않는다. 얼음 아래 바다가 존재하는 유로파, 엔셀라두스 등 외계 천체의 생명 가능성 연구에도 기초 자료로 활용될 수 있다. 
 신형철 극지연구소 소장은 "이번 연구는 우리 연구팀의 아이디어와 미국의 탐사 기술이 만나 거둔 성과"라며, "이번 연구를 바탕으로 앞으로도 국제 협력을 강화해 미지의 극지 생태계를 개척하는 데 선도적 역할을 하겠다"고 말했다.
 &lt;참고 자료&gt; - doi.org/10.1038/s41467-025-62753-3  
 [정지영 기자 jjy2011@donga.com]
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