[와우! 과학] ‘살아있는 화석’ 투구게 혈액의 비밀…의료용 시약 원료

투구게는 4억 5000만 년 전부터 존재한 절지동물의 일종으로 지난 수억 년 동안 거의 모습이 바뀌지 않았기 때문에 살아있는 화석으로 불린다. 하지만 인간에게 더 중요한 사실은 투구게의 피가 의료용 시약의 원료로 사용된다는 것이다. 투구게의 혈액에는 그람 음성균의 독소와 민감하게 반응하는 LAL(Limulus Amebocyte Lysate)라는 물질이 있어 세균의 침입을 막는다. 복잡한 항체 시스템을 지닌 인간에 비해 원시적이지만, 투구게에게는 나름 효과적인 면역 시스템이다.

투구게의 독특한 면역 기전을 확인한 과학자들은 LAL을 이용한 세균 오염 진단법을 개발했다. 덕분에 의료진이 의료 기기의 세균 오염 문제를 쉽고 빠르게 진단해 많은 생명을 살릴 수 있었다. 문제는 LAL의 인공 합성이 어렵다는 것이다. 따라서 LAL 제조사들은 야생 투구게를 잡은 후 혈액만 추출해서 다시 바다로 돌려보내는 번거로운 작업을 해야 한다. 매년 40-50만 마리의 투구게가 이 목적으로 잡힌 후 1-3일에 걸쳐 전체 혈액량의 30%를 뽑힌다.

사람의 헌혈과 달리 투구게의 혈액 채취는 안전하지 않다. 투구게를 포획한 후 공장까지 수송해 혈액을 뽑은 후 다시 돌려보내는 과정에서 적어도 30%의 투구게가 죽는다. 그런데 최근 투구게의 개체 수가 계속 감소하고 있어 LAL의 안정적인 공급이 우려되는 것은 물론 최악의 경우 투구게가 멸종 위기에 빠질지도 모른다는 위기감이 고조되고 있다.

미국 노스 캐롤리이나에 있는 케플레이 바이오시스템스(Kepley BioSystems) 및 협력 연구 기관들은 대서양 투구게(Atlantic horseshoe crab, 학명 Limulus polyphemus)를 인공적으로 양식하는 데 성공했다고 발표했다. 물론 야생 투구게를 잡는 대신 양식 투구게를 이용해서 LAL을 안정적으로 공급하기 위해서다.

케플레이 바이오시스템스에 의하면 새로운 혈액 추출 방법과 안전한 양식 환경 덕분에 투구게의 사망률은 0%에 가깝다. 수조에 있는 투구게는 언제든지 다시 잡아 조금씩 피를 뽑고 다시 돌려보내면 되기 때문에 한 번에 많은 양의 혈액을 뽑을 이유가 없다. 더욱이 안전하게 한 마리씩 포획하고 바로 수조로 돌려보내기 때문에 장거리 수송이나 포획 과정에서 폐사 위험을 피할 수 있다. 덕분에 5만 마리 정도만 양식해도 전 세계 LAL 수요를 충당할 수 있다는 설명이다.

물론 양식 투구게를 이용한 LAL 제조 사업이 성공할지는 아직 미지수이지만, LAL가 비싼 원료 물질이고 당장에 이를 대체할 수 있는 물질도 없어 안정적인 양식만 가능하다면 앞으로 전망은 밝은 편이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com