한림대학교는 나노바이오재생의학연구소 박찬흠 교수 연구팀이 개발한 우주 생물학 연구 탑재체 '바이오캐비넷(BioCabinet)'이 차세대중형위성 3호기에 탑재돼 27일 누리호 4차 발사를 통해 우주로 향할 예정이라고 24일 밝혔다.
이 바이오캐비넷은 무게 55㎏, 크기 790×590×249㎜로 바이오 3D프린터와 줄기세포 분화 배양기를 포함한 첨단 연구 탑재체다. 우주 환경에서 자동으로 인간의 인공 심장을 제작할 수 있도록 설계됐다. 우주 공간에서 생체조직을 신속히 제작하며 질환 반응성을 확인할 수 있는 우주 의료기술을 실증하는 것을 목표로 한다. 임무 수행 기간은 60일이며 세포 상태와 연구 목적에 따라 최대 1년까지 연장이 가능하다.
박 교수팀은 발사 과정의 충격과 우주 환경에서도 안전하게 세포를 배양하고 분화해 모니터링할 수 있는 시스템을 고안했다. 또 국제우주정거장 사용 권한이 없는 한국의 현 상황을 고려해 사람이 개입할 수 없는 환경에서도 완전 자동으로 작동하는 3D프린터를 직접 제작했다.
탑재체에는 두 가지 바이오 모듈이 있다. 첫번째 모듈은 역분화 심장 줄기세포를 이용해 심장 조직을 3D프린팅하고 세포가 스스로 수축하며 박동하는 과정을 관찰한다. 이 세포는 사람의 체세포에서 심장 줄기세포로 역분화시킨 것으로 실제 심장 세포와 거의 동일한 기능을 재현할 수 있어 인체에 실제 활용 가능한 인공 심장 조직체다.
두번째 모듈은 편도(Tonsil)에서 유래한 줄기세포를 사용한다. 편도는 인체에서 대량으로 줄기세포를 채취할 수 있는 조직으로 면역 기능 및 줄기세포 생존력이 높고 다양한 세포로 분화할 가능성이 높아 혈관 세포로 분화가 가능하다. 따라서 편도유래 줄기세포는 우주 환경에서도 안정적으로 혈관 분화를 확인한다면 지상 및 우주에서 혈관 질환 치료에 활용될 수 있다.
바이오캐비넷은 향후 심혈관질환 치료를 위한 인공장기 제작 연구의 기초 자료 확보에도 크게 기여할 것으로 보고 있다. 단순한 실험 장비를 넘어 우주의 압력·온도·방사선 등 영향을 받은 바이오 환경 데이터를 국내 최초로 확보하며 우주 의생명 연구 분야의 국가적 자산이 될 것으로 예상된다.
박 교수팀은 바이오캐비넷 발사를 발판으로 우주 의생명공학 연구를 지속 확장할 계획이다. 2027년 발사 예정인 인공위성 기반 약물 스크린 플랫폼 '바이오렉스'를 개발하고 있다. 이 연구는 지구에서 악성도가 가장 높은 뇌종양인 교모세포종을 우주 궤도에서 배양하고 새로 개발된 항암제의 미세중력과 우주 환경에서 약물 효용성 기전을 규명하는 것을 목표로 한다.
박 교수는 “글로벌 연구진도 시도하지 못한 한국형 의생명공학의 새로운 패러다임을 제시했다는 점에서 의미가 크다”며 “지상 연구의 한계를 넘어 우주로 확장된 국내 생명과학 기술의 전환점으로 향후 우주의학 및 재생의학 발전을 이끌 핵심 계기가 될 것”이라고 말했다.
춘천=권상희 기자 shkwon@etnews.com
