(영상)속 훤히 보이는 ‘투명인간’ 현실로?…‘투명 쥐’ 실험 성공[핵잼 사이언스]

[서울신문 나우뉴스]

식용 염료를 바르는 것만으로도 피부가 투명해지는 기술이 개발됐다. 사진은 해당 염료를 사람 피부에 적용했을 경우의 상상도. 미국 스탠퍼드대 제공

식용색소를 이용해 살아있는 동물의 피부 조직을 투명하게 만드는 기술이 개발됐다.

미국 스탠퍼드대 구쑹 훙 교수 연구진은 식용색소로 사용되는 노란색의 타르트라진(FD&C Yellow #5) 용액을 살아있는 생쥐의 두개골과 복부 피부에 주입했다.

일반적으로 빛은 한 물질에서 다른 물질로 이동할 때 휘어지는 굴절과 흩어지는 산란 현상을 일으키는데, 이때 물체의 속을 볼 수 없는 이유는 산란 현상 때문이다.

특히 신체는 이를 구성하는 지방, 세포 내 체액, 단백질 등 구성요소에 따라 빛의 굴절률이 모두 다르고, 이런 물질들이 밀집돼 있기 때문에 빛이 통과할 때 산란 현상이 일어나면서 내부를 볼 수 없게 된다.

연구진은 생체를 구성하는 물질들의 각기 다른 굴절률을 일치시킨다면 조직을 투명하게 만들 수 있을 것이라고 가정하고, 빛을 흡수하는데 가장 효과적인 염료가 다양한 굴절률을 균일하게 만드는 데 도움이 될 것이라는 가설을 세웠다.

이 과정에서 연구진이 노란색의 식용색소인 타르트라진에 주목한 것은 이 색소가 청광색과 자외선을 흡수할 수 있기 때문이다.

사이언스 저널 캡처

연구진은 먼저 닭가슴살을 얇은 조각으로 자른 뒤 타르트라진 용액을 테스트한 결과, 타르트라진 농도가 증가할수록 근육 세포 내 체액의 굴절률이 근육 단백질의 굴절률과 같아질 때까지 커지면서 닭가슴살이 투명해지는 것을 확인했다.

다음 실험에서는 타르트라진 용액을 쥐의 두피에 문질러 흡수시키자, 피부가 투명해지면서 뇌 표면 혈관이 보이기 시작했다. 복부에 발랐을 때에는 단 몇 분 만에 장기와 소화관, 심장 박동의 모습이 드러났다.

투명해진 신체는 용액을 완전히 씻어내자 원상태로 회복됐으며, 피부로 흡수돼 체내로 퍼진 염료는 소변을 통해 배설되는 것을 확인했다.

식용 염료를 바르는 것만으로도 피부가 투명해지는 기술이 개발됐다. 영상은 해당 염료를 사람 피부에 적용했을 경우의 상상도 및 실제 쥐에게 적용했을 때의 모습. 미국 스탠퍼드대 제공

다만 인간의 신체는 쥐보다 피부가 약 10배 두꺼우며, 이번에 인체 실험은 포함되지 않았다.

연구진은 “가장 중요한 사실은 이 염료가 생명체에 안전하다는 것”이라면서 “다만 쥐보다 두꺼운 사람의 피부를 투명하게 만들기 위해서 어느 정도의 염료가 필요한 지 알 수 없다. 또한 인체에 어느 정도 사용했을 때 안전한지에 대해서도 추가적인 연구가 필요하”고 설명했다.

이어 “이 기술을 인체에 적용할 수 있다면, 의사들은 침습적 생검에 의존하지 않고 조직 검사 등이 가능할 수 있을 것”이라면서 “혈액 채취 시 정맥을 더 잘 보이게 하고, 암을 조기에 발견하고 치료하는 데에도 기여할 수 있을 것”이라고 기대했다.

또 “다음 연구에서는 인체 조직에 가장 잘 작용할 수 있는 염료의 용량을 밝혀내는 것이 목표 중 하나”라면서 “현재 타르트라진보다 더 효율적으로 (피부를 투명하게 하는데) 효율적인 물질에 대한 실험도 진행 중”이라고 덧붙였다.

자세한 연구결과는 최고 권위의 과학저널인 ‘사이언스’ 최신호(6일자)이 실렸다.

송현서 기자