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단백질 생산기술 개발 뉴스를 접하고‘식물의 비밀작용’ 따라하기, 공장 생산 멀지 않아
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승인 2020.05.28  09:46:30
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신동화 전북대 명예교수

지구상의 생명체는 어떤 형태로든 생활에 필요한 에너지원을 공급받아야 생명현상을 유지할 수 있다. 식물은 태양에너지가 근원이고 동물은 모두가 식물이 만들어 놓은 생물자원을 직간접으로 먹고 소화해서 생을 유지하고 있다. 에너지의 근본을 따져보면 태양이나 근대과학의 발전은 태양에너지가 아닌 원자력을 활용, 에너지를 얻고 있으니 인류역사상 최초로 에너지원의 다양화라는 신기원을 이룩했다.

모든 동물의 직간접 먹이가 되는 식물은 대기 중 탄산가스와 토양에서 얻은 질소원, 무기질, 물을 기본소재로 하여 태양에너지를 이용, 다양한 새로운 물질을 만들어내고 있다. 동물이 필요로 하는 5대 영양소, 즉 탄수화물, 단백질, 지방, 비타민 등을 만든다. 비교적 단순 형태로 자연에 존재하는 물질로부터 복잡한 구조의 새로운 고분자를 생산하는 과정을 생합성 과정이라 부른다. 즉 단순 화학구조에서 복잡한 분자구조로 만들면서 이들 분자 속에 에너지를 축적하는 비밀을 간직하고 있다.

동물은 식물이 고분자물질 속에 감춰놓은 에너지를 분해나 연소과정을 거쳐 숨긴 에너지를 풀어내 쓰고 있다. 이런 과정의 비밀이 하나하나 밝혀지고 있으며, 식물에 더 의존하지 않고, 동물이 필요한 생물자원을 공장에서 생산할 수 있는 날도 멀지 않았다고 생각한다. 그 실례가 발표되고 있다. 처음 시작은 장기 체류해야 하는 우주인의 식량 공급이라는 NASA의 요구에서 나왔다. Air protein이란 회사는 탄산가스, 산소, 질소와 무기질을 포함한 물을 기초물질로 재생 가능한 에너지를 투입, 단백질을 생산하는 방법을 개발했다고 발표했다. 이렇게 생산된 단백질에는 필수아미노산이 고루 함유되어 우리 인체 기능에 활용될 수 있다.

사육동물에서 단백질을 얻기 위해서는 최소한 몇 개월에서 몇 년이 걸리나 개발된 방법은 겨우 며칠이면 생산할 수 있다. 식물에서도 필요한 단백질을 생산하는 데는 최소한 6~10개월이 걸리며, 넓은 땅과 비배관리에 큰 비용이 든다. 특히 이 회사에서 개발한 방법은 조건에 따라 여러 형태의 육류유사형태의 제품을 생산할 수 있다고 한다. 특히 강조하는 것은 건물 내 생산으로 단위 면적당 생산량은 기존 전통적인 생산과 비교해 매우 높은 효율을 보였다. 또 압력, 온도 기술을 변화시켜 다양한 특성의 단백질을 생산할 수 있다는 것이 특징이다.

오랫동안 비밀에 싸여 있는 식물 광합성의 복잡한 과정이 서서히 밝혀지고는 있으나 알아낸 정보로 지금까지 식물 외에서 같은 물질을 생산해내지는 못하고 있다. 이번 알려진 단백질 생산기술은 곧바로 전분 등 탄수화물 생산이나 지방질 생산에도 더 쉽고 빠르게 하리라 기대해본다.

지금까지 알려진 바로는 지구가 76억 명의 현재 인구를 먹여 살리고 있는데, 앞으로 기술발전과 유통개선으로 100억 명까지는 감당할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 이때 가장 큰 문제는 식량이 제대로 생산, 유통될 것이냐가 관건이다. 이번 개발된 단백질 생산기술은 앞으로 경제성, 안전성, 소비자 수용성 등을 더 깊이 검토해 상업적 적용 가능성을 인증받아야겠지만 식물의 고유영역인 식재료 생산을 인간의 기술영역으로 끌어들였다는 것에 큰 의미가 있다.

이전에도 알코올을 석유화학계열 물질을 이용, 합성해 생산하고 이 값싼 알코올을 소주로 활용하려는 시도는 소비자의 외면으로 알코올음료로 만드는 데 실패했다. 단백질이나 탄수화물 등 식재료를 공장에서 합성해 생산했을 경우 과학적으로는 안전성이 확보되었다고 하더라도 극한상황이 아니라면 과연 소비자들이 흔쾌히 받아들일 수 있느냐는 또 다른 중요한 문제이다.

물론 사료 등으로서 가능성은 있지만 앞으로 더 많은 검토가 필요할 것이다. 오히려 육종과 기능을 개선해 수확량을 높이고, 콩과식물에 있는 뿌리혹박테리아를 벼 등 다른 작물에도 부착시켜 질소비료 사용량을 줄여 환경 보존, 비용 절감 등 연구가 더 현실적이지 않을까 여겨진다. 그러나 우리 인류의 과학기술 개발 의지는 계속 존중되어야 할 것이다.

신동화 전북대 명예교수

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