외계 생명체 탐지 판도 바꿀 새 도구

외계 생명체의 흔적을 찾는 데 있어 판도를 바꿀 수 있는 새 도구가 개발 됐다.

아미노산, 화석, 퇴적암, 식물, 미생물, 단백질 및 지질과 같은 대부분의 생물학적 물질은 특수 스캐닝 카메라로 감지할 수 있는 강력한 유기 형광 신호를 가지고 있다.

하와이 대학교 마노아(UH Mānoa) 연구원 팀이 개발한 혁신적인 과학 도구인 컴팩트 컬러 바이오파인더(Compact Color Biofinder)는 이 신호를 탐지한다.

최근 네이처 사이언티픽 리포트(Nature Scientific Reports)에 발표된 연구에서 연구팀은 바이오파인더가 3400만~5600만년 된 그린리버 지층의 어류 화석에서 바이오 잔류물을 정확하게 감지할 수 있을 정도로 민감하다고 보고했다.

이 대학 SOEST(School of Ocean and Earth Science and Technology) Hawai’i 지구물리학 및 행성학 연구소의 수석 기기 개발자이자 연구원인 Anupam Misra는 “Biofinder는 이러한 종류의 최초 시스템”이라고 말했다.

그는 “현재 낮에 암석에 남아있는 미세한 바이오 잔류물을 감지할 수 있는 다른 장비는 없다. 바이오파인더의 또 다른 장점은 몇 미터 떨어진 곳에서 작동하고, 영상을 찍으며, 넓은 지역을 빠르게 스캔할 수 있다는 것”이라고 덧붙였다.

Biofinder는 2012년 Misra가 처음 개발했지만 NASA PICASSO 프로그램의 지원을 받아 최신 컬러 버전의 소형 Biofinder가 탄생했다.

광대한 행성 지형에서 생물학적 잔류물의 증거를 찾는 것은 엄청난 도전이다. 연구팀은 고대 그린리버 어류 화석에 대한 바이오파인더의 탐지 능력을 테스트했고, 실험실 분광분석, 주사전자현미경, 형광수명영상현미경을 통해 그 결과를 확증했다.

배터리로 작동되는 Biofinder는 50cm 거리에서 화석 샘플을 보고 있다. credit: Anupam Misra, UH SOEST.

Misra는 “화석화 과정에서 얼마나 빨리 바이오 잔류물이 광물로 대체되는지에 대해서는 알려지지 않은 부분이 있다. 우리 발견은 생물학적 잔류물이 수백만 년 동안 생존할 수 있고 생물형광 이미징을 사용하여 이러한 미량 잔류물을 실시간으로 효과적으로 감지한다는 것을 다시 한 번 확인시켜준다”고 말했다.

행성에서 존재하거나 멸종된 생명체를 찾는 것은 NASA 및 기타 국제 우주 기관에서 수행하는 행성 탐사 임무의 주요 목표 중 하나다.

Misra는 “바이오파인더가 화성이나 다른 행성의 탐사선에 탑재된다면, 유기체가 작고 눈으로 쉽게 볼 수 없고 죽어서라도 빠르게 넓은 지역을 스캔하여 전생의 증거를 탐지할 수 있을 것…형광 이미징이 미래의 NASA 임무에서 유기물과 다른 행성의 생명체 존재를 감지하는 데 중요할 것으로 예상한다”고 덧붙였다.

팀 생물학자이자 공동 저자인 Sonia J. Rowley는 “Biofinder의 기능은 미생물이나 외계 생물재해와 같은 오염 물질을 지구로 또는 지구로부터 정확하고 비침습적으로 탐지하기 위한 NASA의 Planetary Protection 프로그램에 매우 중요할 것”이라고 설명했다.

Misra와 동료들은 미래의 NASA 임무에 Biofinder를 보낼 수 있는 기회를 얻기 위해 지원하고 있다. 이러한 바이오마커의 탐지는 지구 밖의 생명체에 대한 획기적인 증거가 될 수 있다.