우주비행사의 식량 연구와 아기 분유 이야기

이미지 출처: NASA

우주 탐사를 꿈꾸던 연구실에서 시작된 물음

가족이나 조카를 위해 분유 캔을 꼼꼼하게 살피다가 캔 겉면에 적힌 영양 성분표를 유심히 들여다본 적이 있으신가요? 글씨가 빽빽하게 들어찬 표 안쪽을 가만히 읽다 보면 생소한 지방산 명칭들이 눈에 띄곤 해요. 갓 태어난 생명에게 필요한 소중한 영양 물질이 어떻게 우리 곁으로 오게 되었는지 떠올려보면 참 신기한 생각이 들어요.

마치 머나먼 별을 향해 떠나는 비행선 안에서 펼쳐지던 치열한 고민이 작은 우유병 속에 고스란히 담긴 것 같은 기분이 들기도 해요. 지구를 벗어나 아무것도 없는 허공을 날아가는 긴 여정 속에서 사람에게 필요한 영양을 어떻게 채울 수 있을지 고민하던 이들이 있었어요. 장소를 가늠하기 힘든 광활한 공간 속 생명 유지의 답을 찾으려던 노력이 뜻밖에도 지구의 보금자리로 방향을 틀었던 셈이에요.

당시 마틴 마리에타 소속의 과학자 여섯 명은 장기 우주 비행을 위한 식품 공급, 산소 공급원, 재활용 매개체로서 조류를 연구하는 NASA 연구를 수행했어요. 외부로부터 아무런 지원도 받을 수 없는 고립된 환경에서 생존을 도모해야 하는 우주비행사들에게는 스스로 순환하는 생태계가 절실했기 때문이에요. 보급선이 닿지 않는 어둠 속을 헤쳐 나가려면 스스로 먹거리를 만들고 호흡할 공기를 끊임없이 정화해야만 했어요.

미세한 단세포 생물들을 들여다보며 생명의 지속 가능성을 탐구하던 연구진은 작은 유기체들이 지닌 놀라운 잠재력에 주목했어요. 물과 빛, 공기만으로도 사람이 살아가는 데 필요한 물질을 빚어낼 수 있다는 가능성은 그 자체로 훌륭한 탐사 장비나 다름없었지요. 이처럼 머나먼 우주를 향했던 작은 생물 연구는 훗날 지구에 머무는 가장 어린 생명들을 지켜주는 든든한 밑거름으로 자라나게 되었어요.

빛과 공기를 자양분으로 바꾸는 미세조류의 마법

물속을 둥둥 떠다니는 아주 작은 단세포 조류들은 겉보기에는 무척 단순해 보이지만 내부를 들여다보면 정교한 화학 공장과 같아요. 식물이 그러하듯 이 미세한 생물들은 햇빛 에너지를 흡수하고 공기 중의 이산화탄소를 빨아들여 광합성을 진행해요. 세포 안으로 들어온 빛과 기체는 쉼 없이 돌아가는 생체 반응을 거치며 생명체 활동에 꼭 필요한 유기물로 빠르게 전환되지요.

작은 세포 공장은 빛을 동력 삼아 탄소 원자들을 조립하여 단백질과 탄수화물뿐만 아니라 복잡한 구조의 기름 성분까지 합성해 내요. 이렇게 만들어진 기름 방울들은 세포 내부에 차곡차곡 쌓여 가혹한 환경에서도 버틸 수 있는 귀중한 에너지 저장고 역할을 담당하게 돼요. 육상 식물보다 번식 속도가 훨씬 빠르면서도 좁은 면적에서 많은 양의 영양 물질을 효율적으로 축적하는 탁월한 능력을 보여줘요.

지구 밖 환경에서는 흙이나 넓은 농경지를 마련할 수 없기 때문에 부피 대비 생산 효율이 높은 생물학적 시스템이 절대적으로 필요해요. 미세조류는 맑은 물과 약간의 무기염류, 그리고 풍부한 이산화탄소만 있으면 쉬지 않고 산소를 내뿜으며 유용한 물질을 뿜어내요. 생명이 숨 쉬며 내뱉은 숨결을 다시 호흡 가능한 공기와 영양 가득한 자원으로 되돌려주는 완벽한 순환 고리를 형성하는 것이지요.

이런 생물학적 메커니즘 덕분에 과학자들은 조류를 단순한 수중 생물이 아니라 닫힌 생태계를 지탱할 든든한 동반자로 바라보았어요. 미세한 세포벽 안쪽에 응축된 지방 성분들은 그 구성이 매우 독특하여 일반적인 식물성 기름에서는 쉽게 찾아볼 수 없는 특성을 지녀요. 자연이 빚어낸 정교한 합성 능력이 과학자들의 손길을 거치면서 인간의 건강에 이로운 형태로 다듬어지기 시작한 셈이에요.

이미지 출처: NASA

우주 연구실에서 태어난 식물성 오일

우주 탐사를 위해 진행되던 조류 연구는 프로젝트가 마무리된 이후에도 그대로 멈추지 않고 새로운 길을 찾아 나섰어요. NASA 연구를 수행한 과학자 여섯 명은 마텍 바이오사이언스 코퍼레이션을 설립했어요. 우주 환경을 위해 배양하고 선별했던 미세조류 기술을 민간 영역으로 가져와 인류의 건강에 기여할 방안을 본격적으로 모색하기 시작한 것이지요.

마텍의 주요 제품은 영유아용 제품인 포뮬레이드예요. 이 제품은 머나먼 궤도를 돌기 위해 고안되었던 조류 배양 기술이 지상의 아기들을 위한 영양 공급원으로 거듭난 상징적인 결실이었어요. 실험실 배양기 속에서 자라나던 유익한 균주들이 철저한 정제 과정을 거치며 안전하게 섭취할 수 있는 원료 물질로 탈바꿈한 것이에요.

포뮬레이드는 DHA와 ARA로 알려진 두 가지 필수 다가불포화지방산을 함유한 조류 기반의 식물성 유사 오일이에요. 이 오일은 전통적인 어유에서 발생할 수 있는 냄새나 불순물 우려 없이 순수한 조류 발효를 통해 얻을 수 있다는 장점을 지녔어요. 맑고 깨끗한 환경에서 엄격하게 통제되어 만들어진 지질 성분이었기에 어린 생명에게 적용하기에 더없이 적합한 형태였지요.

우주인을 위한 비상 식량을 구상하던 손길이 가장 연약한 아기들의 성장을 돕는 순수 오일을 만들어냈다는 점은 언제 생각해도 감탄을 자아내요. 극한의 우주 환경을 극복하기 위해 갈고닦은 미세조류 제어 노하우가 지상의 연구실에서 마침내 소중한 영양 물질로 완성된 것이에요. 이렇게 탄생한 오일은 기존의 영양 보충제 시장에 완전히 새로운 가능성을 제시하며 큰 주목을 받게 되었어요.

모유 속 비밀과 영아 영양의 새로운 지평

지방산 연구가 점차 깊어지면서 영유아기 성장에 필요한 지질 성분의 중요성이 과학계 안팎에서 크게 부각되기 시작했어요. DHA와 ARA 지방산은 모유에는 존재하지만 대부분의 영아용 조제유에는 들어있지 않아요. 엄마의 품에서 자연스럽게 전달되던 귀중한 지질 성분이 일반적인 소젖 기반의 조제유에는 턱없이 부족하다는 사실이 확인된 것이지요.

어린 시절의 신체 발달은 평생의 건강을 좌우할 정도로 중요하기에 조제유와 모유 사이의 성분 격차를 줄이는 일은 늘 큰 과제였어요. 연구들에 따르면 DHA와 ARA 지방산은 지적 발달 및 시각 발달과 관련이 있는 것으로 여겨져요. 뇌와 망막 조직을 구성하는 핵심 성분들이 제때 공급되지 못하면 아이의 성장 잠재력이 온전히 피어나기 어려울 수 있다는 뜻이었어요.

바로 이 지점에서 우주 연구로부터 길어 올린 조류 기반 오일이 결정적인 연결고리 역할을 훌륭하게 해냈어요. 기존 조제유에 부족했던 모유 고유의 필수 지방산 구조를 안전한 식물성 방식으로 자연스럽게 채워줄 수 있는 길이 열렸기 때문이에요. 자연의 어머니가 아기에게 건네는 섬세한 선물을 과학기술이 그대로 재현해 내어 세상의 수많은 조제유에 담아낼 수 있게 된 것이지요.

완전무결한 생명 유지를 목표로 삼았던 우주 연구의 엄격함이 갓 태어난 생명들의 영양 균형을 맞추는 데 고스란히 이어진 셈이에요. 조제유를 먹고 자라는 아기들도 모유에 가까운 풍부한 지질 성분을 고르게 공급받을 수 있는 전기가 마련되었어요. 보이지 않는 작은 분자 단위에서 일어난 이 놀라운 진전은 수많은 가정에 따뜻한 안도감을 안겨주었어요.

바다와 우주를 넘어 세계의 식탁으로

우주 연구실에서 출발한 이 영양 오일은 엄격한 검증을 거치며 차근차근 전 세계 시장으로 그 영역을 넓혀 나갔어요. 포뮬레이드는 두 개 유럽 국가에서 시판 중이에요. 까다롭기로 소문난 유럽 시장의 문을 두드려 실제로 제품화에 성공했다는 것은 기술의 안전성과 신뢰도를 보여주는 확실한 증거였지요.

글로벌 식품 및 제약 기업들도 우주에서 출발한 이 새로운 원료의 가치를 재빨리 알아보고 협력의 손길을 내밀었어요. 포뮬레이드는 브리스톨 마이어스 스퀴브의 미드 존슨 사업부, 아메리칸 홈 프로덕츠 및 기타 기업들에 라이선스가 부여되었어요. 굴지의 유아식 전문 제조사들이 이 원료를 채택하면서 세계 각지의 수많은 아기 분유 캔 속에 포뮬레이드가 녹아들기 시작했어요.

실험실의 작은 배양 플라스크에서 맴돌던 미세조류 연구가 거대한 산업 네트워크를 타고 지구촌 구석구석으로 퍼져나간 것이에요. 이제는 대형 마트나 동네 마트의 진열대 어디에서나 흔히 볼 수 있는 분유 성분 속에 우주 탐사의 유산이 조용히 숨 쉬고 있어요. 인류가 미지의 행성을 향해 품었던 꿈이 가장 따뜻하고 친숙한 형태로 매일 아침 아이들의 식탁 위에 오르고 있는 셈이지요.

지금 주방 한구석에 놓인 분유 통이나 영양제 상자의 작은 글씨들을 가만히 들여다보세요. 머나먼 우주를 향해 나아가려던 과학자들의 열정이 매일 마주하는 작은 우유병 속에 녹아있을지도 몰라요.

참고 자료: NASA Spinoff 공식 사례 (ARC-SO-117) · spinoff.nasa.gov
이미지는 NASA 공개 자료이며, 이 글은 NASA의 공식 입장이나 보증과 무관합니다.