The Deep Sea's Medicinal Secrets | Sam Afoullouss | TED

번역: 성준 안 검토: DK Kim

Who here, a year or two ago, thought that they'd be living

1, 2년 전만 해도 어느 누가

전 세계가 유행병을 겪으리라 예상했을까요?

through a global pandemic?

A new virus that spread across the world

신종 바이러스가 전 세계에 퍼지고

and killed millions.

수백만 명이 죽었습니다.

One of the scariest things about this virus

코로나바이러스의 무서운 점은

is that when it broke out

처음 발생했을 때 대응할 치료제나

we had next to no cures or treatments to fight against COVID-19.

치료법이 거의 없었다는 것입니다.

But viruses, new and old, aren't our only worries.

신종이든 아니든 바이러스만 문제인 것은 아닙니다.

From infectious bacteria that have become immune to our antibiotics

항생제가 듣지 않는 감염성 세균부터

to increased rates of cancers,

높아진 암 발생률까지

humanity is struggling to find solutions to our ever-evolving medical needs.

인류는 끊임없이 증가하는

의료 수요를 충족할 방법을 찾으려 애쓰고 있습니다.

To find our medicines of the future, we’re turning to Mother Nature for help.

미래의 의약품을 찾기 위해 우리는 대자연에 도움을 요청합니다.

My name is Sam Afoullouss, and I’m an underwater alchemist.

저는 샘 아푸울루스이고 바다의 연금술사입니다.

But instead of turning led to gold,

납을 금으로 바꾸는 대신에

아일랜드의 숨은 보물인 심해 산호초를

I'm turning Ireland's hidden treasure,

deep-sea coral reefs,

into our medicines of the future.

미래의 의약품으로 바꾸죠.

For thousands of years,

수천 년 동안

we have turned to natural remedies

인류는 주변의 동식물로 만든 천연 의약품으로

made from the plants and animals that surround us

to cure us of our ailments.

질병을 치료해왔습니다.

Put your hand up if, when you have a cold or a cough,

손을 들어주세요.

감기에 걸렸거나 기침이 날 때

you use natural treatments like honey or ginger to help relieve your symptoms.

증상을 가라앉히려고 꿀이나 생강 같은 자연 요법을 써보셨나요?

Hot whiskeys?

뜨거운 위스키는요?

(Laughter)

(웃음)

The reason why these natural remedies work

자연 요법이 효과가 있는 이유는

is they rely on molecules called specialized metabolites

특수 대사 산물이라는 성분 덕입니다.

that are mainly produced by organisms that can’t move,

이는 식물이나 버섯 같은 움직일 수 없는 생물이

like plants and mushrooms,

to defend themselves from diseases and predators.

질병과 포식자에게서 자신을 지키려고 만드는 성분이죠.

Over the past 200 years,

지난 200년간

scientists have traveled to the four corners of our world

과학자들은 전 세계를 구석구석 돌아다니며

in search of organisms that may contain these medicinal molecules.

이런 의약 성분이 들어있을 만한 생물을 찾아다녔습니다.

This fundamental research has resulted in over half our medicines today

이런 기초 연구를 바탕으로

자연을 참고해 개발한 의약품이

being derived and inspired by natural sources.

현대 의약품의 절반 이상입니다.

Although these scientists scoured the surface of our planet

과학자들이 지표를 샅샅이 살피면서

for organisms with these potential medicines,

의약품 개발에 활용할 만한 생물을 찾아다녔지만

there was one area that remained underexplored --

아직 찾아보지 않은 곳이 있습니다.

and it just so happened to be the biggest part.

게다가 지구에서 가장 넓은 곳입니다.

The oceans.

바다입니다.

Our oceans cover over three quarters of the Earth's surface

바다는 지구 표면의 사분의 삼 이상이며

and contain the most biodiverse ecosystems on our planet.

지구에서 생물 다양성이 가장 풍부한 곳입니다.

In Ireland, we own eight times more ocean than we do land,

아일랜드의 경우엔 영해가 영토보다 여덟 배 넓고

and it's filled with forms of life that seem alien to us.

우리에겐 낯선 생명들이 가득합니다.

All of these creatures you see here,

사진에 나오는 온갖 생물들은

I photographed in Irish waters along the Connemara coastline,

코네마라 해안에서 찍은 것입니다.

and you can discover them for yourselves if you visit rock pools

썰물 때 생긴 웅덩이를 살펴보거나

해초 사이를 잠수하면 직접 보실 수 있습니다.

or snorkel through the kelp forests.

When Jacques Cousteau invented scuba diving in the 1940s,

자크 쿠스토가 스쿠버 다이빙을 발명한 1940년대 이후

this provided scientists with the tools

이 장비는 과학자들이 바다의 생태계를 연구할 때 도움이 됐습니다.

required to explore these diverse ecosystems.

Now they could spend hours underwater,

이제는 몇 시간이고 물속에 있을 수 있게 되면서

uncovering hundreds of new species

수백 종의 생물을 발견할 수 있습니다.

from colorful corals to spectacular sponges

형형색색의 산호나 각양각색의 해면들이었죠.

of all shapes and sizes.

When chemists got their hands on these samples

화학자들은 생물의 표본으로

and started analyzing the molecules that these animals made,

그 생물이 어떤 물질을 만드는지 분석하고 다들 놀랐습니다.

they were amazed.

New molecules,

불가능하다고 생각했던 구조로 된 새로운 분자들을 발견했습니다.

many of which chemists thought would be impossible to form.

But then Mother Nature had something to say.

놀라운 건 이뿐만이 아닙니다.

When they tested the potential of turning these new molecules into medicines,

새롭게 발견한 물질을

의약품으로 활용할 가능성을 시험해보면

they found that many of these new molecules

이 새로운 분자들은

could kill the most potent of drug-resistant bacteria,

기존 의약품에 내성이 있는 세균을 대부분 죽일 뿐 아니라

destroy the most virulent of cancers

악성 암세포를 대부분 파괴하고

and even be used to treat pain.

진통제로도 쓰일 수 있었습니다.

There are 17 medicines today in your local pharmacies and hospitals

오늘날 여러분 집 근처의 약국과 병원에는

이런 식으로 바다에서 온 의약품이 17종 있습니다.

that are derived from marine sources.

One of these medicines, in particular, ziconotide,

그중 지코노타이드라는 의약품은

was isolated from the Conus magus,

코누스 마구스에서 추출한 것입니다.

also known as the magical cone snail.

별명은 마법의 원뿔 고둥이죠.

What's magic about this sea snail

그런 별명이 붙은 이유는 껍데기와 무늬가 아름다울 뿐 아니라

isn't just its beautiful shell and pattern,

but one of the natural molecules it produces

이 생물이 만드는 물질 중에

is such an effective painkiller

모르핀보다 천 배 강한 진통 성분이 있기 때문입니다.

that it’s 1,000 times stronger than morphine.

And you’re probably asking yourself:

그렇다면 이런 의문이 들겠죠.

Why would a sea snail produce something

왜 고둥이 모르핀보다 천 배 강한 물질을 만들까?

that’s 1,000 times stronger than morphine?

Is that why they're slow?

그래서 느린 건가?

(Laughter)

(웃음)

And the answer?

그 이유는 영리하게 진화했기 때문입니다.

Ingenious evolution.

See, these sea snails hunt fish,

이 고둥은 물고기를 사냥하는데

and they don't have the speed to chase down their prey

가젤을 사냥하는 사자처럼 빨리 먹잇감을 쫓을 수 없습니다.

like a lion hunts a gazelle.

So instead, they harpoon their prey

그 대신 침을 쏘아 사냥합니다.

injecting it with a potent mixture of neurotoxins

지코노타이드 같은 신경독 혼합물이 발린 침을 쏴서

like ziconotide, that paralyze the fish instantly.

먹잇감을 즉시 마비시키는 거죠.

It's ziconotide's ability to target the nervous system of vertebrates like us

인간 같은 척추 동물의 신경계를 노리는 지코노타이드의 이런 성질 덕분에

that makes it such an effective painkiller.

효과적인 진통제로 작용합니다.

And while scuba diving was a revolutionary leap forward,

혁신적인 스쿠버 다이빙 기술 덕분에

allowing scientists to study our coastal marine ecosystems,

과학자들이 해안 생태계를 연구하게 된 동시에

our oceans extend far past our shores to unimaginable depths.

연구 범위는 해안가에서

깊이를 알 수 없는 심해까지 확장됐습니다.

We can only dive so deep

인간은 생명에 위협이 되지 않는

before the physical pressure pressing down causes lethal effects.

수심까지만 잠수할 수 있기 때문에

This left the vast majority of our oceans underexplored.

바다의 대부분을 미지의 영역으로 남겨둬야 했습니다.

More people have been to space

우주로 나가 본 사람이

than have been to our oceans' deepest depths.

바다 가장 깊은 곳까지 들어가 본 사람보다 더 많습니다.

To find our medicines of the future,

미래 의약품 개발을 위해

we went to explore these depths on the research vessel

연구선인 켈틱 익스플로러호를 타고 이 깊이로 탐험을 떠났습니다.

The Celtic Explorer,

and sailed south from Irish shores

아일랜드 해안에서 남쪽으로 출발해

to some of the largest geographical features that scar our planet.

지구에서 가장 규모가 큰 지리적 특징을 찾아갔습니다.

Submarine canyon systems like Whittard Canyon,

위타드 캐니언 같은 해저 협곡으로

where the sea floor drops from 300 meters to 3,000 meters.

해저 깊이가 삼백 미터에서 삼천 미터로 급변하는 곳입니다.

And it's here in some of the most extreme environmental conditions in the world

바로 이곳입니다.

세계에서 가장 극한 조건에서 서식하는

that deep-sea coral reefs flourish.

심해 산호초가 있는 곳입니다.

Conditions at these depths are so extreme

이 정도 깊이는 너무 극한 조건이라서

we have to use a state of the art robotic submarine

미니버스 크기의 최신 로봇 잠수함으로

the size of a minibus to collect our samples.

표본을 채취해야 합니다.

And when I say extreme conditions, I really mean extreme.

말로만 극한이 아니라 정말로 극한의 환경입니다.

Unlike the coral reefs that the cone snails inhabit,

고둥이 서식하는 산호초와 달리

instead of the water being warm and tropical,

이곳의 물은 따뜻한 열대성이 아니고

it's the same temperature as your fridge.

냉장고와 온도가 같습니다.

Instead of it being bright, clear and sunny,

밝고 눈부신 햇빛 대신

it's pitch black and has never seen the light of day,

한 줄기 빛도 들지 않는 칠흑 속에

permanently bathed in eternal darkness.

영원한 어둠에 잠겨있는 곳이죠.

And instead of being able to swim around freely,

자유롭게 헤엄치며 돌아다니긴커녕

if you were to dive to these depths,

만약 여러분이 이 정도 깊이에 들어간다면

you would be crushed in seconds with the sheer pressure,

들어가는 순간 몇 초 이내로 수압 때문에

equating to the weight of 20 elephants standing on your head.

코끼리 스무 마리 정도의 무게에 찌그러질 것입니다.

Even with these harsh conditions,

이런 혹독한 조건에서도

deep-sea coral reefs are among the most biodiverse ecosystems in the world,

심해 산호초의 생물학적으로 다양한 생태계는

rivaling that of the Great Barrier Reef and the Amazonian rainforest.

호주의 그레이트 배리어 리프와 아마존 우림에 필적하는 정도입니다.

In this one picture alone,

이 사진 단 한 장에 희귀종이 수백 종 담겨있습니다.

there are hundreds of unique species,

from starfish to sea fans, cup corals to crinoids,

불가사리와 산호충, 컵 산호, 바다나리 등

all of which have adapted over millions of years

수백만 년간 혹독한 환경에 적응해

to thrive in this unforgiving environment.

자리 잡은 종들입니다.

Many of these animals are new to science

대부분은 학계에 알려지지 않았으며

and remain in the final frontier in studying life on our planet.

지구의 생물 연구 중 최후의 과제로 남아있습니다.

Some of these animals are so alien, like deep sea jellyfish,

심해 해파리 같은 생물은 너무 외계인처럼 생겨서

that they even inspired the creatures in James Cameron's "Avatar"

심해 탐험을 갔다 온 제임스 카메론의 ‘아바타’에 나오는

after the director explored the deep sea.

생물의 모습에 영감을 주기도 했습니다.

This abundance of biodiversity creates competition,

생물 다양성이 풍부하다면 생존 경쟁이 일어납니다.

especially between the filter-feeding animals to fight for space,

특히 여과 섭식 동물들끼리 자리를 두고 경쟁해

to grow as far out into the water currents as possible

더 많은 먹이를 섭취하기 위해

to catch as much food as possible.

최대한 널리 퍼져 자라게 됩니다.

For millions of years,

수백만 년간

this battle for space and food has raged on in the darkness,

치열한 먹이 다툼, 자리 다툼이 어둠 속에서 일어났고

resulting in some of the most beautiful biological creations

지금까지 보지 못한 아름다운 생태계가

our world is yet to see.

경쟁에서 생겨났습니다.

And this is an example of some of that beauty.

이 사진은 그 장관들 중 하나입니다.

A two-meter-wide trumpet sponge we found at a depth of 1.5 kilometers.

2m 넓이의 이 트럼펫 해면은

수심 1.5km에서 발견되었습니다.

This species of sponge has evolved to grow

이 트럼펫 해면은

복잡한 유리 섬유 골격을 갖고 자라도록 진화했고

an intricate skeleton of interwoven glass fibers

that stretch out into the current.

조류 속으로 뻗어나갑니다.

But this beauty comes with a dark side.

하지만 이 아름다움에는 어두운 면이 있습니다.

It turns out the battle for these sponges and corals to survive and thrive

해면과 산호는 생존을 위해

is a battle that relies on chemical warfare.

화학전을 벌입니다.

My aim is to isolate these chemical weapons,

제 목표는 경쟁에서 사용한 화학 무기를 추출해

which we can then utilize in our own fight

암이나 악성 미생물 등 인류의 질병 치료에

against microbes and cancers.

활용하도록 연구하는 것입니다.

If you look closely at this sponge, there are these tiny yellow dots.

해면을 자세히 보면 작은 노란 반점이 있습니다.

Each of those yellow dots is a coral-like animal growing on the sponge,

각 반점은 산호와 유사한 동물이 해면에 붙어 자라는 것으로

using it as a scaffold to feed in the currents.

이걸로 해류에서 먹이를 섭취합니다.

This can negatively affect the sponge.

반점은 해면에게 해로울 수 있기 때문에

So in a response, the sponge and its microbiome

해면과 해면의 미생물 군집은

produce toxic compounds to kill the corals.

독성 성분을 만들어 산호를 죽이려 합니다.

And in a response to that,

이에 대항해 산호는 해면을 죽이는 독성 성분을 만듭니다.

the corals produce their own toxic compounds to kill the sponge.

It's these compounds we aim to develop into new anti-cancer therapies

이 독성 성분을 항암 치료와 항생제 개발에

활용하는 것이 우리 목표입니다.

and future antibiotics.

But these reefs contain thousands of species,

하지만 이 산호초에는 수천 종이 살고

and each species may contain thousands of molecules,

각 종은 수천 종류의 물질을 만듭니다.

so you might imagine that finding the one that could be a cure for a type of cancer

그래서 새로운 종류의 암 치료제나

or might stop the next pandemic

다음 유행병의 치료제 개발은

would be like the proverbial finding a needle in a haystack.

건초 더미에서 바늘 찾기라 생각할 수 있습니다.

In the dark.

한밤중에요.

(Laughter)

(웃음)

But the same way that we soak berries and spices in alcohol to make gin,

진을 만들 때 알코올에 과일과 향신료를 넣듯이

we soak our corals and sponges in alcohol to make coral and sponge gin,

산호와 해면을 알코올에 넣어서 산호 해면 진을 만듭니다.

which we call extract.

추출이라는 과정이죠.

We then feed this extract to different diseases --

다음, 이 추출물을 여러 병원체에 주입합니다.

cancers, malaria, viruses,

암, 말라리아, 바이러스,

even brain-eating amoebas -- and we wait.

심지어 뇌를 파먹는 아메바에도 넣고 결과를 기다립니다.

Most of the time, nothing happens.

대개 아무 일도 일어나지 않습니다.

But every once in a while,

하지만 정말 가끔은

one of these extracts manages to kill a disease,

그중 하나가 병원체를 죽이는 데 성공합니다.

letting us know it contains a natural molecule

이 추출물에는 의약품으로 만들 가능성이 있는

with the potential to be turned into a medicine.

물질이 들어있다는 거죠.

We then isolate these molecules

그 물질만 분리해서 다시 병원체에 주입하기를

and test them against the disease again

until we find the one,

계속 반복합니다.

the one molecule that has resulted from millions of years of evolution

어둡고 깊은 심해에서 수백만 년간

생존 경쟁을 하면서 만든 물질로

in our oceans' dark depths

that we can now use in our own wars against cancers,

인류의 적인 암과 세균, 바이러스를

치료할 수 있을 때까지 반복하죠.

bacteria and viruses.

But once we find these medicines,

하지만 그런 물질을 찾아도

we can't just rip these animals from the reef as our source.

산호초에서 함부로 떼어낼 수는 없습니다.

That would destroy the very vital biodiversity

생존과 직결되는 생물 다양성을 해칠 수도 있고

and resulting competition that created these molecules in the first place.

결국 애초에 그런 물질을 만들게 한 생존 경쟁을 망가뜨릴 수 있습니다.

We don't need to come up with a complex mechanism

연구실에서 그 성분을 만들려고 복잡한 수식을 만들 필요가 없습니다.

for manufacturing them in a lab.

Some of these molecules are so complex we couldn't even if we tried.

심지어 몇몇 물질은 너무 복잡해서 손을 댈 수조차 없습니다.

But Mother Nature has done the hard work for us.

하지만 대자연에 완성품이 존재합니다.

Hidden in the DNA of these animals and their associated microbes

이 동물들과 이에 공생하는 미생물의 DNA에는

are the genes which carry the biological recipes

의약품 개발에 도움이 되는 물질을 만들 수 있는 방법이 담긴

for producing these molecules.

유전자가 숨겨져 있거든요.

Using cutting-edge techniques,

최신 기술로

we can take these genes and insert them into microbes like yeast,

이런 유전자를 집어내서 효모 같은 미생물에 삽입하고

allowing us to grow them in a bioreactor,

생물 반응기에서 성장시키면

getting the microbes to do the hard work for us,

미생물이 인간 대신 일해주기 때문에

producing our medicines in a sustainable, cost-effective way

친환경적이고 저렴한 방법으로 의약품을 만들 수 있습니다.

without the need for harsh chemicals,

여기서는 중금속 같은 유독 화학 물질이 필요없는데

such as heavy metals,

that can be required in more traditional manufacturing processes.

기존 생산 과정에서는 이들이 필요합니다.

Our research isn't just to help protect the health of humanity,

우리 연구는 인류의 건강뿐만 아니라

but also to protect the health of these hidden reefs.

숨어있는 이 산호초도 지킵니다.

Deep-sea reefs wrap around our entire planet,

심해 산호초는 지구 곳곳에 서식하지만

and already over half the reefs that exist

지금은 그중에 절반이 넘는 수가

have been destroyed,

그물망과 대량 낚시 어업 때문에 돌무더기 속으로 이미 사라졌습니다.

turned to lifeless rubble by trawling and longline fishing.

With new threats on the horizon, like deep-sea mining,

조만간 새로 나타날 심해 채굴 같은 활동으로

they're in more danger now than ever before.

산호초의 생존은 더욱 위협받을 것입니다.

By proving that their unique biodiversity

심해 산호초의 독특한 생물 다양성이

can be a natural resource for providing us with new medicines,

새로운 의약품을 만들 천연자원이라는 점을 증명한다면

not only does this give a public health incentive to protect these reefs,

이 산호초를 보호하는 공중 보건 상 이유뿐 아니라

but a financial one also.

경제적 이유도 따라올 것입니다.

Like how safari tours provide the economic incentive

초원 사냥 여행이라는 수익 덕택에

to conserve savanna ecosystems,

열대 초원 생태계가 보호받듯이

potential profits from pharmaceutical sales

앞으로 얻을 의약품 수익이

could provide the financial sustainability to explore and protect these reefs.

이 산호초를 연구하고 보호할

경제적 근거가 될 것입니다.

We need new medicines today more than ever before,

지금은 어느 때보다 새로운 의약품이 필요하고

and the incredible biodiversity that deep-sea reefs offer

심해 산호초의 놀라운 생물 다양성이라는

have created a fantastic library of natural molecules,

환상적인 천연 물질의 보고를 참고해

which we can develop into our future medicines.

미래 의약품을 개발할 수 있습니다.

Already, our research group has found potential medicines against asthma,

이미 저희 연구팀은 천식과 말라리아, 코로나바이러스에

malaria and even COVID-19,

효과 있는 물질을 찾았고

showing the unbelievable potential of these reefs.

이 산호초가 품고 있는 믿을 수 없는 가능성을 증명했습니다.

To protect our own health

인류의 건강을 위해서

we need to protect the health of deep-sea coral reefs.

심해 산호초를 보호해야 합니다.

Our future pharmacies

우리 미래 의약품은

are hidden in our seas.

바다에 숨겨져 있습니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)