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편리함은 친인류적이나, 친환경적이지는 않다. 일회용품 사용으로 편리해진 생활만큼 배출된 쓰레기의 양은 인류와 지구환경을 위협하기 때문이다. 탄소배출의 문제가 전 세계적으로 대두되고, 일회용품과 자연환경 사이의 불편한 동거를 해결하기 위한 노력은 이제 필수불가결하다. 여기 이러한 난제를 ‘효소 공학 기법’으로 풀어낸 연구자가 있다. 분해로 친환경을 꿈꾸는 경북대학교 생명과학부 김경진 교수를 만나 이야기를 들어보았다.

 플라스틱은 인류에게는 아주 편한 소재 중 하나입니다. 그러나 자연 분해가 되지 않기 때문에 사용량 증가에 따라 지구 환경과 인류에게 오히려 위협이 되고 있습니다. 플라스틱이 자연 분해가 되지 않는 원인은 재료에 있습니다. 플라스틱의 주재료는 석유화학 물질 중 하나인 ‘크루드 오일 (Crude oil)’입니다. 이 오일 정제 시 나오는 원료로 플라스틱이 만들어지게 됩니다.

 모든 생물체는 긴 역사 동안 여러 세대를 거치며 생물체를 분해할 수 있는 효소가 유전적으로 발달해 있습니다. 그러나, 플라스틱을 비롯해 탄생 기간이 약 80년밖에 되지 않는 물질들은 사용 후 다시 분해될 효소가 미처 발달하지 못했습니다. 본 연구는 이 문제를 생물학적으로 분석 및 접근합니다. 플라스틱 구성 물질을 원래 원료로 분해하여 그 원료로 다시 플라스틱을 제조하는 친환경적인 기술이라 할 수 있습니다.

 이번 연구의 핵심 기술인 ‘효소 공학 기법’은 간단히 말하자면 순환기술입니다. 플라스틱을 분해할 수 있는 효소 기술을 개발해 그 원료로 플라스틱을 재생산하는 것이죠. 자원이 일회용에 그치지 않고 순환하며 재생산, 재사용 됩니다.

이는 환경과 기술개발 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 것입니다. 현재 유럽에서는 ‘플라스틱을 만드는 회사가 분해까지 책임지라’는 의견도 나오고 있습니다. 이러한 기술을 통해 회사는 기업 이윤과 함께 지구환경까지 책임질 수 있죠. 앞으로는 이런 재생산, 재사용이 산업의 기본 컨셉으로 자리 잡을 것입니다.

 지구환경은 지키고 지속 가능한 제품을 생산하는 생활의 새로운 편의성! 요즘 떠오르고 있는 ESG 경영(Environment & social & government)이기도 합니다. 친환경적이고, 탄소 중립에 부합하는 사업 모토이죠. 이번 연구도 ‘지속 가능한 기술’로써 기업과 협약을 맺고 기술이전을 한 것입니다. 앞으로 CJ제일제당과 함께 지금의 기술을 좀 더 산업화하고 발전시키기 위해 공동연구를 지속할 계획입니다. 현재는 실험실 단계지만, 산업화하여 기업이 같이 연구 및 사업을 진행하게 된다면 앞서 말한 유의미한 결과를 보게 될 것입니다.

 학부생 시절부터 생명 현상을 이해하는 것에 큰 관심을 두었습니다. 지금은 생명공학 전공으로 통합되었지만, 저는 미생물학과 전공으로, 생명 현상의 기초구조를 주로 공부했습니다. 생물학은 생명 현상이 어떻게 작동하고 있는지를 이해하는 학문입니다. 생물체가 어떤 기작(생물의 생리적인 작용을 일으키는 기본 원리)으로 작동하는지, 기초적 생명 현상은 무엇인지 알 수 있는 게 큰 매력이죠.

 그중 효소는 사람과 미생물 등 생체의 주체 요소입니다. 효소들이 어떤 역할을 하고 있는지 아는 것은 생물체가 어떻게 살아가는지 아는 것과 같아서 아주 중요합니다. 이러한 효소의 3차원적 구조를 밝히는 것 또한 효소 기능 파악에 있어 중요하고, 이번 연구에서도 이러한 구조를 기반하여 다양한 ‘효소 공학 기법’이 핵심적으로 사용되었습니다.

 많은 연구와 연구자가 있지만, 특히 국가나 기업체의 지원을 받아서 연구할 때는 맡은 연구가 사회나, 인류와 미래를 위해서 어떤 영향을 주게 될 것이냐를 깊게 고민할 필요가 있습니다. 단순히 연구자 개인의 선호에 맞게 시작하다 사장되어버리는 연구는 다양한 지원 프로그램의 좋은 취지에 부합하지 못할 수 있기 때문입니다.

 테크-듀오 프로그램과 같이 학교와 기업이 함께 힘을 맞추어 지원되는 많은 프로그램은 ‘공공의 이익’을 목표로 합니다. 저 또한 국민의 세금으로 연구하는 공익 목적을 늘 염두에 두고 환경, 건강, 미래, 인류 사회에 대한 책임감을 느낍니다. 개발한 기술을 지역 기업에 연계할 때도 마찬가지입니다. 많은 지역의 기업들에 내 연구가 어떤 도움을 줄 수 있을까를 연구 주제에 맵핑시켜 생각하는 게 중요합니다. 그런 고민이 없다면 나의 연구가 크게 어떤 길로 나가야 할지 방향을 잃을 수도 있기 때문입니다.

 저의 주 연구인 ‘효소’는 주로 산업에 초점을 두고 있습니다. 현재 계약을 체결한 CJ제일제당뿐만 아니라 최근 몇 년의 연구가 사실 연구실-기업 간 기술이전을 꽤 진행했는데요. 늘 이러한 연구를 진행할 때 ‘나의 연구가 훗날 산업과 회사에 플러스알파가 될 수 있을까’라는 고민을 합니다. 회사 차원에서 미처 하지 못했던 연구를 맡아서 진행하고 또 개발된 산업에 도움이 될 수 있게 말입니다. 물론 기술이전에서 오는 많은 이윤과 혜택이 있지만, 궁극적으로는 그런 기여가 늘 열정을 갖고 임할 수 있게 하는 원동력이 됩니다. 좋은 논문을 써서 많은 연구실과 좋은 연구를 진행한 것도 기억에 많이 남고 좋다고 하지만, 결국 제가 개발한 기술들이 기업에 활용되어 산업화 되는 것을 볼 때가 가장 큰 즐거움이지요.

 생명과학이 굉장히 중요하게 여겨지는 사회가 왔습니다. 옛 시절 생물학은 여자가 주로 하는 암기식 학문이라고 생각하는 인식이 꽤 있었습니다. 실제로 생명과학은 지금까지 다른 이공계열에 비해 산업적인 측면에서 발전 속도가 더뎠기에 미래가 불투명하다고 여겨졌습니다. 그러나, 앞으로의 사회는 단순히 생산성만 높이고 새로운 것을 개발하는 것뿐만 아니라 환경과 함께 ‘지속 가능한 것’을 만들어 내는 것이 중요해졌고, 이에 생명과학이라는 학문이 큰 기여를 할 것이라 생각합니다.

 뜻이 있다면 주저 말고 행하십시오. 많은 학부생이 자신의 분야를 정할 때 본인의 성향이나 관심사를 들여다보지 않고 미래성이나, 취업, 연봉 등 세부 조건을 더 중요시하는 경향이 있습니다. 물론 그런 조건도 중요하겠지요. 그러나 객관적으로 봤을 때 모두가 좋다고 평하는 길보다 자신만의 길을 가는 것이 더욱더 좋습니다. 세상에는 얼마나 다양한 삶들이 있습니까! 그 속에서 자신의 인생을 탐구하고 찾아보십시오. 개척하는 것에 두려움을 느끼지 말고 원하는 분야의 연구실도 가보고 선배님, 교수님 경험도 들어보고 최대한 많은 정보를 가지고 성향과 관심을 가지고 미래를 꿈꾸십시오.

 화석연료는 필연적으로 탄소를 계속 배출할 수밖에 없습니다. 끊임없는 배출은 고갈과 기후변화도 불러옵니다. 바로 전 시대는 석유 화석 자원을 ‘어떻게 개발할 것인가?’ ‘어떤 쓰임으로 인류에게 보탬이 될 것인가?’에 대해 고민했습니다. 현 인류는 화석의 초기 개발 단계에서 벗어나 그로부터 파생된 다양한 문제를 해결하기 위해 ‘탄소 순환’이라는 카드를 꺼내 들어야 합니다. 저는 카드 속에 아직 밝혀지지 않은 생물학의 역할이 많다고 생각합니다.

 비단 환경 문제뿐만 아닙니다. 보건 건강의 이슈에서도 현재 가장 떠오르는 것이 ‘코로나 바이러스’ 일 것입니다. 코로나와 같은 바이러스 생명체를 퇴치하는 것도 ‘생명체’에 관한 문제이기에 생물학은 점점 중요히 다뤄지고 있습니다. 이렇듯 보건과 지구환경, 인류, 산업을 통틀어 생명 유지와 에너지 순환 문제에 있어 생명과학의 미래는 큰 기대를 걸만 합니다. 모든 일회적 사용은 한계가 있고, 그 해결의 중심엔 단연 생물학이 있을 테니 말입니다.

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