해양시료도서관, 임동일 박사

해양에서 시료 채집은 연구개발비 중 예산이 가장 많이 투입되는 부분으로 고비용의 선박을 운용하여야 할 뿐만 아니라, 많은 인력과 시간을 투입해야 한다. 하지만 채집한 시료가 체계적으로 관리되지 않고 파손 혹은 변질이 될 경우, 다시 채집하기 위한 연구비의 중복 투자 및 연구 기간 지연으로 연구의 효율성이 저하될 수 있다. 게다가 과거의 시료는 다시 채집하는 것이 불가능하므로 시료에 기록된 과거의 다양한 해양환경 특성과 인간의 활동에 영향을 미치는 전 지구적 환경 변화를 이해하는데 어려움이 발생할 수 있다. 해양선진국들은 해양시료의 중요성과 가치를 오래 전부터 인지하고 이집트의 알렉산드리아 도서관(Library of Alexandria)을 필두로 미국의 우즈홀 해양연구소의 코어퇴적물 저장고, 스크립스 해양연구소의 생물시료저장고 등 다양한 해양시료 저장시설과 시스템을 구축·운영해 세계적 연구 성과를 도출하고 있다. 반면, 우리나라는 선진해양부국으로 도약을 위해 막대한 연구비용과 시간을 투자하여 다학제적 해양 연구 육성을 가속화 하고 있으나, 1990년대 말까지 해양시료 전문 보관시설조차 구축이 되어 있지 않았으며 다양하고 방대한 양의 해양시료를 안정적으로 보관하지 못해 폐기하였다. 하지만, 최근 해양시료 관리의 중요성에 대한 인식이 점차 확대되어 한국해양과학기술원의 해양시료도서관, 국립해양생물자원관 등이 구축·운영되고 있다는 것은 상당히 고무적이라 할 수 있다. 특히 한국해양과학기술원은 다양한 해양시료를 관리하여 연구자들에게 제공하고 관련 연구의 활성화를 위하여 2012년에 코어퇴적물, 광물, 생물, 환경 시료를 보관할 수 있는 특수 저장고를 완성하여 “해양시료도서관(Library of Marin Samples, LiMS, http://lims.kiost.ac.kr)”이라고 명명하여 운영하고 있다(사진 1). 해양시료도서관은 해외의 유수한 기관들과 견주어 손색없는 규모의 저장시설과 시스템, 그리고 비파괴분석 장비가 설치되어 있으며, 이를 바탕으로 향후 국내·외에서 확보된 다양한 해양시료를 보관하고 공급함으로써 국내 해양연구 활성화에 크게 기여할 수 있을 것으로 보인다.

사진 1. 한국해양과학기술원 해양시료도서관 전경과 시료저장고

■ KIOST 연구사업
한국해양과학기술원은 “해양과학조사법”을 근거로 2008년 해양시료도서관 구축을 위한 기획 연구를 시작하였고, 2009년부터 총 사업비 약 150억 원을 투입하여 약 5,000㎡ 면적의 해양시료 저장고와, 시료 분석실, 첨단 분석 장비 및 장비실을 구축하여, 2012년부터 운영하고 있다. 최근에는 “해양생명자원의 확보, 관리 및 이용 등에 관한 법률”을 근거로 하여 해양플랑크톤 배양주 저장고를 추가로 완성하였고, 해양수산부로부터 “기탁등록보존기관”으로 지정되었다. 해양시료도서관은 전 세계에서 해양에서 채집된 다양한 해양시료를 확보하고 연구자들이 양질의 분석 데이터를 생산할 수 있도록？ 박사급 전문가들이 방대한 양의 시료를 직접 큐레이팅하고 있으며, 이와 함께 첨단 분석 장비 지원 및 해양과학 전문 실습-교육을 제공하고 있다. 또한 웹(web) 기반 해양시료 정보 관리 시스템을 구축하여(그림 1), 연구자들이 해양시료도서관에서 관리되고 있는 해양시료를 손쉽게 검색하고 대여 또는 분양 받거나 첨단 분석 장비 사용을 예약할 수 있도록 지원하고 있다.

그림 1. 해양시료도서관의 웹 기반 해양시료 관리/검색 시스템(http://lims.kiost.ac.kr)

■ 국제동향
해외의 유수한 기관들은 시료별 특성화된 저장시설의 효과적 운영 및 공동 활용의 국제적 네트워크를 형성하기 위한 분야별 큐레이터 미팅을 통해 시료 정보와 최근 연구 동향을 공유하고 있다.

1) 해양지질시료 저장고
해외의 세계 유수 기관들(예, 일본 고치 코어 센터, 독일 브레멘 코어 저장고, 미국 걸프 코어 저장고)은 1900년대 초부터 심해 및 극한 해역 등의 해저 코어 퇴적물과 광물 시료 확보에 많은 노력을 기울이고 있으며, 전 세계 해양에서 확보된 시료들을 연구자들에게 제공하고 그 결과를 통합하여 전 지구적 문제에 대처할 수 있도록 지식과 정보를 공유하고 있다.

사진 2. 일본의 코치코어센터(KCC)와 내부 저장고 전경

일본의 코치코어센터(Kochi Core Center)(사진 2)는 세계 3대 IODP(Intergrated Ocean Drilling Program) 코어 퇴적물 저장고로서 코치대학교와 JAMSTE(Japan Agency for Marine Earth Science and Technology)이 공동으로 구축·운영하고 있다. 약 650평 규모로 117km의 코어 퇴적물이 저장 가능한 특수 저장고 내부에는 IODP코어퇴적물 시료와 코치 대학을 비롯한 일본의 해양연구기관에서 채취한 퇴적물 시료가 보관된다. 또한 기본정보를 통합적으로 관리할 수 있는 데이터 운영 프로그램을 적용하여 시료의 보관, 연구와 교육, 분석 지원을 하고 있다.

2) 해양생물시료 저장고
해양생물시료는 종 동정(identification), 구분(description), 분류(taxonomy) 연구를 통해 계통발생학, 해양생태학, 생물지리학, 생물다양성, 생물보존관리 분야에 중대한 역할을 한다. 최근에는 해양생물 시료로부터 DNA를 추출하는 기술 개발과 방대한 규모의 데이터베이스를 전자화하여 과거 특징적인 생물상을 밝히고, 분류학 연구와 시간에 따른 군집 변화 모델을 개발하고 있다. 남아프리카 해양생물 다양성 연구소(South African Institute for Aquatic Biodiversity)(사진 3)는 약 140년 동안 세계의 170개국에서 채집된 어류 시료를 다양한 보존 방법을 활용하여 저장고에 분류？보관해 오고 있다. 약 4km 길이의 선반 시설을 갖춘 저장고에 약 78,000 종의(약 600,000~700,000개) 시료들이 기본 정보 등과 함께 분류되어 있으며, 온라인 정보시스템(http://www.saiab.ac.za/)을 통하여 시료와 정보를 제공하고 있다.

사진 3. 남아프리카의 해양생물다양성 연구소(SAIAB)의 저장고와 내부저장실의 전경

3) 해양환경시료 저장고
1960년대에 설립된 국제환경시료은행 그룹(IESB, International Environmental Specimen Bank Group)은 환경시료은행 보유 국가 간 네트워크를 구축하여 스웨덴, 일본, 미국이 중심이 되어 정보를 공유하고 있다. 이 그룹은 시계열 시료확보를 원칙으로 과거의 환경문제를 파악하여 현재와 미래의 환경문제에 대한 명확한 판단하고 그에 따른 대책 수립을 목표로 두고, 시료의 화학적 조성 등이 변하지 않도록 안정된 환경에서 장기간 보존하고 있다. 최근에는 지구환경에 영향을 주는 화학물질을 모니터링 하기 위해서 오염이 가속화된 지역과 그렇지 않은 해역을 선정하여 생태계에서 중요한 생물군들을 채집하여 보존하고 있으며, 많은 연구자들과 공동연구를 통해 분석결과가 나올 수 있도록 하고 있다. 2001년 미국의 NIST(The National Institute of Standards and Technology)에 설립된 환경시료은행(사진 4)은 해양포유류, 이매패류 등 다양한 시료를 초저온(-150℃)에 보관하고 있으며, 국내·외 연구자들과 공동연구 뿐만 아니라 자체 분석된 내용까지 데이터화하여 제공하고 있다.

사진 4. NIST내 해양환경시료은행 외부 전경과 시료 보존 모습

4) 해양플랑크톤 배양주 저장고
해양플랑크톤은 탄수화물, 지방질, 단백질 등의 다양한 생리 활성 물질을 포함하고 있어 식량, 에너지 등 미래의 생명자원으로서 입지가 커지고 있다. 또한 미세조류의 이산화탄소고정 능력을 이용한 기후변화 문제 해결과 해수의 부영양화 원인 물질 제거를 통한 수질 정화 등 다양한 환경 문제 해결에 적용되고 있다. 다만, 크기가 매우 작아 대량 배양을 통한 바이오매스 확보에 어려운 점이 있어 플랑크톤 자원을 대량으로 보존하는 기관과 연구원들이 이와 관련한 기초 연구를 활발하게 진행하고 있으며, 또한 생물다양성협약(CBD), 유엔해양법협약 등의 다양한 국제협약과 식량농업기구(FAO) 등의 국제기구에서 활발한 지원 사업이 이루어지고 있다. 우리나라도 “해양생명자원 확보, 관리 및 이용 등에 관한 법률”에 따라 해양생명자원 통합정보관리 시스템을 구축·운영 중에 있다. 해양플랑크톤 배양주를 관리하는 기관은 전 세계적으로 약 15개가 있으며, 최근에는 고부가가치 산업인 바이오에너지를 생산하기 위한 산업 육성과 투자 활성화를 위해 국가차원에서 재원을 확보하여 각 기관에 지원을 하고 있다. 1981년도에 설립된 미국의 NCMA(The National Center for Marine Algae and Microbiota)는 해양과 담수 및 기수역에서 채집된 플랑크톤 배양주(약 1,500종)를 약 10명으로 구성된 전문가들이 관리하며, 매년 약 100종 이상을 새롭게 확보하여 연구자들에게 제공하고 있다. 그리하여 연구자들은 분류군과 해역의 정보를 바탕으로 배양주 시료를 요청할 수 있다. CCAP(Culture Collection of Algae and Protozoa)는 스코틀랜드의 해양과학대학 내에 위치해 있으며, 약 3,000종의 배양주를 보존하고 있고, 약 12명의 연구원들에 의해 관리되고, 온라인상에서 분양 요청이 접수되면 약 4주간의 배양기간을 거친 후, 발송해 주고 있다.

사진 5. 해양플랑크톤 배양주 저장고인 미국의 NCMA와 스코틀랜드의 CCAP의 홈페이지

■ KIOST 해양시료도서관 운영에 따른 국내·외 연구에 미치는 영향
해양시료도서관의 주 목적은 시료를 안정적으로 보존하고 관리하여 창의적인 연구가 이루어 질 수 있도록 국내·외 연구자들에게 보존된 시료를 제공하는 것이다. 한국해양과학기술원은 다양한 분야에서 다양한 연구시료를 생산하고, 해양시료도서관을 통해 통합적으로 관리하여 연구자들이 연구시료를 손쉽게 확보함으로써 공동연구로 이어지게 할 것이다. 또한 분석 장비 등의 공동 활용을 통해 양질의 데이터 생산 및 국제적으로 인정받을 수 있는 훌륭한 연구 성과를 도출할 수 있을 것이다.

■ 결론 및 정책제언
우리나라의 해양과학연구의 질적 수준 향상과 한 단계 도약을 위해서는 우리도 해양시료에 대한 정보를 공유하고 공동 활용할 수 있는 연계망 구축과 해외의 해양시료를 손쉽게 확보하고 연구를 진행할 수 있도록 국가 차원의 지원이 필요하다. 한국해양과학기술원의 해양시료도서관이 그 대안이며, 국내 해양시료의 통합관리와 공동 활용 연계망을 통한 창의적 연구 개발 및 효율적이고 안정적 연구 기반을 확립해 나가야 한다. 이러한 측면에서 향후 한국해양과학기술원의 해양시료도서관은 우리나라 해양과학연구의 국가적 연구기반시설로서 국내외 유수 기관들과의 교류를 활발히 추진하고, 시료 교환 및 창의적 공동 활용 활성화를 위해 많은 노력을 기울려갈 방침이다.