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ISS는 과학논문 제조공장…1년새 쏟아진 논문만 300편

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ISS는 과학논문 제조공장…1년새 쏟아진 논문만 300편

2020.12.29 16:50
NASA, 국제우주정거장(ISS)에서 이뤄진 주요 연구 9개 발표
NASA의 우주 비행사 Anne McClain은 Marrow 실험을 위해 생체 의학 장비를 들고있는 큐폴라에서 사진을 찍었습니다. 이 연구 는 미세 중력에 노출되기 전과 후에 골수의 지방 변화를 측정합니다.
NASA의 우주 비행사 앤 맥클레인이 국제우주정거장(ISS) 안에서 미세 중력 환경에서 빈혈 연구를 하기 위한 생체 의학 장비를 들고 있다. NASA 제공

 

올해로 사람이 머물기 시작한지 20년째를 맞은 국제우주정거장(ISS)은 우주 실험실 역할을 톡톡히 해왔다. 지상에서 400km 떨어진 우주궤도를 도는 ISS는 미세 중력 환경에서 과학 실험을 할 수 있는 유일한 실험실이다. 미국항공우주국(NASA)은 29일(현지 시간) 2019년 10월 1일부터 1년 동안 ISS에서 300개 이상의 연구 논문이 쏟아졌다고 공개하고 이 가운데 일반인들도 알아둘 만한 9개 연구를 특별히 선정해 공개했다. 

 

이탈리아 출신 첫 여성 우주 비행사인 사만다 크리스토포레티는 ISS에 머무는 동안 미세 중력 환경에서 우주인에게 나타나는 골밀도 손실을 예방할 수 있는 약물 전달 시스템을 연구해 국제학술지 사이언티픽리포트에 지난해 11월 공개했다. 

 

우주에 장기간 체류하는 우주인들에게는 흔히 골밀도가 떨어지는 현상이 발견된다. 최소 1년 이상 걸리는 화성 탐사와 장기간 우주에 체류하는 임무에 참여하는 우주인을 배출하려면 골밀도가 떨어지는 현상을 해결할 방안을 마련해야 하는 것이 숙제로 남아있다.  크리스토포레티는 2014년 11월 23일부터 2015년 6월 11일까지 ISS에 머무르는 동안 뼈를 만드는 세포인 조골세포 형성을 촉진하고 골 접착력을 높이는 하이드록시아파타이트 나노 입자 속 칼슘(Ca) 이온을 스트론튬(Sr) 이온으로 바꾸면 효능이 더 높다는 사실을 미세 중력 실험을 통해 알아냈다.

 

가이 트루델 미국 캐나다 오타와대 생화학과 교수 연구팀은 우주에 다녀온 우주인들이 지구로 귀환했을 때 겪는 빈혈을 연구해 지난해 12월 미국의 혈액 관련 학술지 ‘헤마톨로지’ 인터넷판에 소개했다. 연구팀은 ISS와  우주왕복선을 포함해 지난 50년 동안 수행된 721개 우주 미션에참여한 우주 비행사들의 혈액속 헤모글로빈 데이터 1만7336개를 분석했다. 우주에 체류한 기간과 헤모글로빈의 감소량, 회복 시간의 관계를 조사했는데 우주 비행사들이 빈혈에서 회복되는기간이 1~3개월이 걸린다는 사실을 밝혔다.

 

ISS와 관련된 연구에는 제약사들도 참여하고 있다. 미국 제약회사 일라이릴리는 올해 4월 21일 근육 생성을 억제하는 유전자인 마이오스타틴을 억제하면 미세 중력 환경에서 근손실을 예방할 수 있다는 연구를 국제학술지 플로스원 인터넷판에 공개했다. 장기간 ISS와 같은 폐쇄된 공간에서 활동하는 우주인들은 운동량이 부족해지면서 근육량이 줄어드는 현상이 나타난다. 우주인들이 우주공간에서도 꾸준한 운동을 하는 이유다. 연구팀은 ISS에 체류한 생쥐들을 비교한 결과 마이오스타틴이 발현되지 않도록 처리한 쥐가 그렇지 않은 쥐보다 지방량, 근육량, 몸무게가 덜 감소했다는 사실을 밝혔다. 과학자들은 이를 통해 근손실을 예방하거나 보완할 방안을 추가로 연구하고 있다. 

 

일본항공우주개발기구(JAXA) 소속의 우주 비행사 노리시게 카나이가 ISS에서 아밀로이드 베타 원섬유 연구를 위한 샘플 분리 작업을 하고 있다. NASA 제공
일본항공우주개발기구(JAXA) 소속의 우주 비행사 노리시게 카나이가 ISS에서 아밀로이드 베타 원섬유 연구를 위한 샘플 분리 작업을 하고 있다. NASA 제공


ISS에 우주인을 보내는 일본도 눈에 띄는 연구성과를 내고 있다. 카사하라 하루오 일본항공우주개발기구(JAXA) 연구원팀은 올 6월 치매를 유발하는 베타 아밀로이드 원섬유가 미세 중력 환경에서 성장하는 과정을 연구한 결과를 국제학술지 네이처의 자매지인 ‘마이크로그래비티’ 인터넷판에 소개했다.

 

원섬유란 가닥 형태로 뭉쳐진 단백질이다. 연구팀은 베타 아밀로이드 원섬유가 지구보다 미세 중력 환경에서 천천히 성장했고, 단순한 형태를 이루며 성장한다는 사실을 알아냈다. 이 결과를 통해 미세 중력 환경에서 베타 아밀로이드 원섬유가 만들어지는 메커니즘이 좀더 분명하게 규명되면서 치매 치료제 연구에 기여할 것이란 기대가 모아지고 있다. 

 

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NASA의 우주 비행사인 잭 피셔가 국제 우주 정거장 천장에서 미생물 샘플을 수집하고 있다. NASA 제공

미국항공우주국(NASA) 연구원들은 올 4월 국제학술지 플로스원 인터넷판에 ISS에 있는 미생물을 분석해 그동안 ISS 방문했던 우주 비행사들의 특성을 파악한 연구 결과를 소개했다. 연구팀은 ISS에 체류한 우주 비행사들의 입, 코, 귀, 피부, 침에서 채취한 미생물 중 피부와 코에 분포한 미생물의 조성이 ISS 내부에서 얻은 미생물의 조성과 비슷하다는 사실을 발견했다. 연구팀은 ISS 내부에 있는 미생물을 분석하면 우주 비행사의 건강 정보와 ISS에 머문 기간 등을 알 수 있다고 밝혔다. 

 

NASA는 이밖에도 미세 중력 환경에서 수행된 양자 물리학 연구와  지난 2017년 ISS에서 발사한 인공위성 아스테리아가 포착한 외계행성 관측 결과, 지구 상층 대기에서 나타난 감마선 섬광 관측 결과, 탐사선 조종장치의 성능 개선 시험 결과를 지난 1년간의 주요 연구 성과로 소개했다. 

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