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[日 과학통신]물속 DNA로 물고기 개체수 파악한다

이웃나라 일본의 과학정책은 어떤 방향으로 추진되고 있을까요. 대덕넷은 주한 일본대사관에서 현재 과학관(科学官)으로 활동 중인 아난 케이이치 과학관을 통해 '일본 과학기술 최신동향'을 연재합니다. 대덕넷을 통해 생생한 일본의 과학기술 최신정보를 만나세요. [편집자 주]

◆ 과학기술로 해결하는 침수와 강수량 관측
 
도호쿠대학이 과거 수해 데이터 기계학습과 새롭게 발생한 수해 피해지역 위성 관측 데이터를 통해 침수범위를 고밀도 추정하는 알고리즘을 구축했다. 연구진에 따르면 2018년 서일본 호우 수해 데이터를 학습해 2019년 태풍 19호 수해의 침수지역을 추정한 결과, 정확도 약 80%로 관측됐다. 연구결과는 2020년 7월 13일에 Remote Sensing 지에 게재됐다. (관련기사 링크)
 
JAXA는 지난 7월 규슈지방의 막대한 장마 피해에 따라 우주에서 비와 수증기를 관측하는 분석연구를 했다. 평균 강우량과 비교해 비의 양과 향후 호우 상황 등을 파악할 수 있다. JAXA는 포스트 코로나에서 방재 피난 대책의 재검토가 요구되는 가운데 해당 기술을 활용해 현황 파악 및 재해 예측의 정확도 향상 등을 향후 과제로 추진한다. (관련기사 링크)
  
◆ 물속 DNA로 물고기 서식량 분석
 
일본 국립환경연구소가 수중에 포함된 DNA를 분석해 생물 개체 수를 추정하는 새로운 방법을 개발했다. 육안이나 포획에 의한 조사 없이 물 시료를 수집해 분석할 수 있어 바다나 호수 등 수역 생태계를 정량적으로 감시할 기술 개발이 기대된다.
 
일본 국립환경연구소에 따르면 DNA는 물의 흐름 등에 따라 이동하고 시간이 지나면 분해돼 DNA 분석에 의한 개체 수 추정은 어려운 점이 많았다. 이에 연구팀은 트레이서 모델이라는 수리 모델을 활용했다. 이 모델은 수역에서 물질(DNA)이 어떻게 옮겨지는지를 나타내는 물리 모델이다. 연구진은 이 모델을 통해 수역 어디에 어느 정도의 생물이 분포하는지 알아내는데 성공했다.

특히 몸길이 3cm 정도의 전갱이를 대상으로 항만의 개체 수를 추정했다. 어군탐지기를 이용한 음향측정도 함께 한 결과 전갱이 개체밀도가 매우 높은 지점을 발견하는데는 성공했지만, 정밀도는 약 42% 떨어지는 것으로 나타났다. 연구진은 환경 DNA 분석을 통해 개체수의 공간분포를 상세하게 파악하기 위해서는 추가적 연구가 필요하다고 보고있다.

◆ 하수 기반 역학으로 바이러스 잡아라! 표준적 방법 확립
 
홋카이도대학 교수팀이 코로나19 유행상황을 파악하는 방법으로 하수 기반 역학조사를 추진 중인 가운데 하수 속 코로나바이러스의 회수율을 비교 측정한 결과를 논문에 실었다. 연구진은 하수 속 코로나19 바이러스의 표준 검출 방법 확립에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.
 
지금까지 하수 역학조사는 노로바이러스 등 장과 관련된 바이러스에 대한 기술 개발 및 적용이 주를 이뤘다. 코로나19는 바이러스의 형태가 다르므로 기존 연구가 얼마나 유효성을 갖는지 확인이 필요하다. 연구진은 코로나19 바이러스에 마우스 간염 바이러스를 치료 하수에 첨가하고 7종류의 바이러스 농축법에 따른 회수율을 역전사 정량 PCR 법에 따라 평가했다. 이를 통해 바이러스 회수율, 조작성, 범용성 등의 관점에서 각 바이러스 농축 법의 장단점을 체계적으로 정리했다. 연구내용은 지난 6월 Science of the Total Environment지에 온라인 게재됐다.
 
 
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