미국 항공우주국(NASA)이 스페이스X의 제35차 상업용 재보급 서비스(CRS-35) 임무를 통해 우주 공간에서의 생명과학 연구를 한층 가속한다. 인간의 뇌 오가노이드부터 작물 병해충, 우주비행사 건강 진단 장비, 항생제 내성균에 이르는 네 가지 주요 실험 장비와 시료가 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 출발해 국제우주정거장(ISS)으로 올려진다.
이번에 탑재되는 실험들은 NASA 생물·물리과학부가 추진하는 프로젝트로, 미세중력 환경이 생명체와 미생물에 미치는 영향은 물론 우주비행사의 건강을 실시간으로 확인하는 기술을 종합적으로 검증하는 데 목적이 있다.
가장 시선을 모으는 연구는 인간의 뇌 모델을 활용한 실험이다. 연구진은 줄기세포로 배양한 소형 3차원 뇌 오가노이드를 궤도 실험실로 보내 약 5주간 미세중력 환경에 노출시킨다. 이후 지구에 남겨둔 동일한 뇌 조직 모델과 정밀 비교 분석을 진행한다. 짧은 기간의 우주비행이 세포 단위를 비롯해 신경망 구조에 어떤 변화를 일으키는지 확인하기 위해서다.
식물 질병 관련 연구도 함께 이뤄진다. 곰팡이에 감염된 작물을 우주로 보내 미세중력 환경에서 나타나는 분자 및 구조적 변화를 지상 데이터와 대조한다. 우주 공간에서의 작물 재배 과정에서 발생할 수 있는 병충해 손실을 줄이는 동시에, 지상에서 질병에 강한 신품종 작물을 육종하는 기초 자료로 활용하겠다는 계산이다.
진단 장비의 정밀도를 높이는 실증 테스트도 이번 수송에 포함됐다. 올해 초 우주정거장에 들어간 소형 마이크로플레이트 리더의 성능을 시험하는 연구가 본격적으로 시작된다. 이 장비는 단백질이나 항체, 항원 같은 생체지표를 궤도상에서 곧바로 감지하고 분석하는 역할을 맡는다. 기존에는 우주에서 채취한 시료를 지구로 들여올 때까지 분석 결과를 기다려야 했지만, 정거장 내부에서 바로 측정값을 확보할 수 있게 되면 우주비행사의 건강 변화에 즉각 대응할 수 있는 길이 열린다.
마지막 과제는 미세중력 환경 속 항생제 내성균의 생존 방식과 변이 과정을 추적하는 장기 프로젝트의 최종 단계다. 우주비행사들은 정거장 내부 표면을 주기적으로 닦아내 샘플을 채취하고, 환경 변화에 따라 약물 내성 미생물이 어떻게 적응하고 살아남는지 관찰한다. 이는 달이나 화성으로 향하는 장기 우주 탐사 임무에서 비행사들을 세균 감염으로부터 보호하는 대책 마련에 쓰인다. 아울러 지상에서 항생제 오남용으로 발생하는 이른바 '슈퍼박테리아' 문제의 해결 단서를 찾는 데도 도움을 줄 것으로 보인다.
우주정거장이라는 극단적인 환경은 지상에서 관찰하기 어려웠던 생명 현상의 이면을 확인하는 거대한 실험실 역할을 해왔다. 이번에 전개되는 네 가지 생명과학 실험 역시 우주인 보호라는 본래 목적을 넘어, 지상에서의 질병 치료와 식량 문제 해결이라는 실용적 과제와 직결돼 있다. CRS-35 발사 일정과 시료 수송이 계획대로 진행되면, 궤도상에서의 정밀 데이터 수집도 곧바로 착수될 예정이다.
