"화성에 식물과 미생물을 키우는 '공장'을 직접 짓는 겁니다. 이를 통해 우주비행사 20명이 공기 외엔 생존을 위한 조건이 아무것도 갖춰지지 않은 화성에서 1년 동안 살아남을 수 있게 되지요. "

17일부터 19일까지 경남 창원 창원컨벤션센터에서 열리는 '2024 한국생물공학회 춘계학술발표대회 및 국제심포지엄'에 기조 강연자로 참석한 합성생물학의 세계적 권위자 아담 아킨 UC버클리 생물공학과 교수는 "인류의 화성 거주를 위한 일종의 '식품 공장'을 실제 구현할 수 있다는 사실을 검증 완료했다"고 18일 기자간담회에서 밝혔다.

아킨 교수는 합성생물학의 대가로 잘 알려졌다. 합성생물학은 '크리스퍼 유전자가위(CRSPR-Cas9)'처럼 생물의 세포를 인위적으로 잘라내 합성하는 방식으로 생물의 유전자를 '재조합'하는 생물공학 기술이다. 암 등 질병을 일으키는 돌연변이 유전자를 정상 유전자로 대체하는 유전자 치료가 대표적인 합성생물학 연구 사례다. 필요에 따라 원하는 물질만 대량 생산하는 인공 미생물을 만들기도 한다.

아킨 교수의 연구 분야는 지구에서의 미생물 활용을 넘어 우주로 향했다. NASA(미국 항공우주국)의 지원을 받아 우주공간에서의 생물공학을 연구하는 연구소 '큐브스(CUBES)'를 운영 중이다. 미국 스탠퍼드대, 유타대, 플로리다주립대 등 우수 연구진이 다수 포진해 있는 이 연구소에서, 연구팀은 화성에서 직접 식물을 키우고 미생물을 배양하는 '우주 식품 공장' 건설 계획의 검증 단계까지 마쳤다.

그는 "NASA에서도 관심을 많이 쏟고 있는 분야"라고 말했다. NASA는 '달에서 화성까지(M2M·Moon to Mars)'라는 사업을 진행 중이다. 우주비행사를 화성으로 보냈다가 지구로 송환하는 것을 넘어 인류의 화성 생존 가능성을 탐색한다. 아킨 교수는 "지구에서 우주선을 타고 화성에 도달하는 데만 2년이 걸린다"며 "화성에 도착해 또다시 1년을 거주하려면 생존 시스템이 필요하다"고 말했다. 각종 식품을 우주선에 싣는 것보다, 미생물 공장을 만들 일종의 '재료'만 싣고 페이로드 용량을 줄이는 게 비용 절감 측면에서 효과가 있다고 보는 것이다.

아킨 교수는 "외부 환경과 완전히 분리된 컨테이너 안에 미생물을 배양한 뒤, 이를 통해 만든 식품으로 20여명의 우주비행사가 화성에서 1년 간 살아남을 수 있는지 연구 중"이라고 밝혔다. 미생물 식품은 육류에 맞먹을 정도로 풍부한 단백질을 함유한 것으로 알려졌다. 미생물 공장 가동에 필요한 건 지구에서 가져간 미생물과 화성에 이미 존재하는 이산화탄소, 암모니아, 빛뿐이다.

그는 "이미 모든 실험 단계를 검증했다"며 "미생물 생산의 효율성과 지속가능성 측면에서 심화 연구가 필요하다"고 밝혔다. 그러면서 "(함께 연구하는) 카렌 맥도널드 박사 등은 식품 생산을 넘어 미생물을 이용한 '화성 현지' 신약 개발도 연구 중"이라고 덧붙였다.