DNA 포렌식으로 제품 원산지 추적: 마이크로바이옴 분석 활용

탐정들이 오랫동안 범죄 해결에 활용해온 법의학 기법이 이제 공급망에서 제조 상품의 원산지 식별에 사용될 수 있습니다.

샌프란시스코 기반 데이터 분석 기업 파일라젠(Phylagen)은 농장, 창고, 공장까지 상품과 자재를 추적하는 플랫폼을 개발했습니다. 이 도구는 전 세계에서 자연적으로 발견되는 고유한 유형의 미생물인 마이크로바이옴(microbiomes)을 활용합니다. 그 미생물들에 인코딩된 유전 정보는 생물학적 지문과 동등한 역할을 합니다.

이 기술은 식품, 섬유, 그리고 아마도 가장 중요하게는 위조품을 포함한 다양한 제품에 적용될 수 있습니다. 오늘날 데이터 과학자들은 운동화의 먼지를 분석해, 그것이 어느 공장에서 제조되었는지 확신을 가지고 정확히 판별할 수 있습니다. 파일라젠 공동 창립자이자 CEO인 제시카 그린(Jessica Green)은 "환경 마이크로바이옴은 지구상에서 가장 거대한 미개척 데이터셋"이라고 말합니다.

파일라젠 설립 전, 그린은 오레곤 대학 교수로 유전자 매핑과 마이크로바이옴 과학을 연구했습니다. 이 두 학문을 결합해, 그녀의 연구실은 박테리아, 곰팡이, 바이러스를 포함한 다양한 미생물 종들이 장소마다 어떻게 다른지 조사했습니다.

다른 연구자들은 꽃가루 분석 기반의 유사 플랫폼을 연구해왔습니다. 하지만 그린과 그녀의 팀은 꽃가루 유전자뿐만 아니라, 그것을 덮고 있는 다른 유기체들까지 염기서열 분석할 수 있었습니다.

그 결과는 오염된 식품의 원산지를 농장이나 가공 공장까지 추적하고, 자재가 승인된 공장에서 생산되는지 확인하고, 위조 방지, 심지어 테러리즘 대응 등 다양한 목적에 사용될 수 있는 도구입니다.

과학자들은 2003년 인간 게놈 매핑을 완료했습니다. 하지만 최근에야 DNA 염기서열 분석 비용이 제조사와 글로벌 공급망의 일상적 사용에 경제적으로 타당해졌습니다. 그리고 기술 가격은 사실상 매주 하락하고 있다고 그린은 말합니다.

하드웨어 비용도 사용 편의성 향상과 함께 하락하고 있습니다. 그린이 2014년 파일라젠을 설립했을 때, 휴대용 시퀀서는 시장에 없었습니다. 그 이후 장비는 극적으로 소형화되었습니다. 동시에 인공지능과 머신러닝의 발전으로 기기들은 더 똑똑하고 효과적이 되었습니다.

파일라젠은 전 세계 위치들에 인코딩된 모든 유전 정보를 표시하는 마이크로바이옴 지도를 만들고 있습니다. 예를 들어 특정 공장의 공기엔 보이지 않는 먼지 입자들이 고유한 프로필을 담고 있습니다. 유전 물질을 염기서열 데이터(본질적으로 모든 생물의 유전 암호를 구성하는 문자열)로 변환함으로써, 파일라젠은 각 위치에 자연 발생 바코드를 생성합니다.

유전 물질은 제조 제품에 머물며 유통 센터로 이동하고 포장 속에 봉입되어도 남습니다. 발효 과정을 거치는 농산물의 경우, 회사는 머신러닝에서 파생된 다른 알고리즘 세트를 적용합니다. 식품은 토양에 존재하는 고유한 유전 물질을 분석해 농장, 심지어 그 농장의 특정 부분까지 추적할 수 있습니다.

그린은 마이크로바이옴 분석이 분쟁 광물(예: 콩고 민주 공화국 일부 지역에서 채굴된 광물)이 제조 제품에 포함되어 있는지 확인하는 데도 사용될 수 있다고 전망합니다. 유사한 조사는 비지속 가능한 운영에서 생산된 팜유나 인권 침해 현장의 식별에도 활용될 수 있습니다.

그린은 마이크로바이옴 분석이 2013년 방글라데시 라나 플라자(Rana Plaza) 공장 단지 붕괴(사망 1,134명, 부상 약 2,500명) 같은 과거 비극을 예방할 수 있었을 거라고 믿습니다. 해당 시설은 다수 주요 의류 브랜드의 무허가·미공개 하청업체로 운영되고 있었습니다.

파일라젠은 아직 초기 개발 단계입니다. 2월, 여러 벤처 캐피털 주도로 1,400만 달러 시리즈 A 투자를 유치했다고 발표했습니다. 자금은 회사의 서비스와 마이크로바이옴 데이터베이스 확장에 쓰일 예정이라고 그린은 말합니다.

파일라젠은 현재 고객을 공개하지 않았으나, "전 세계 제조 현장에서 회사의 솔루션을 현재 배치 중인 대형 북미 브랜드와 소매업체들"이 포함된다고 밝혔습니다.

현재 형태로, 이 기술은 리테일과 의류 제품에 적용되고 있습니다. 그린은 식품과 농업을 포함한 다른 시장, 특히 투자하는 브랜드들과 파트너십할 "엄청난 기회"를 봅니다. 하지만 현재로선 소비재(CPG) 분야 배치 확장에 집중하고 있습니다.

그린은 기술이 궁극적으로 농부들이 자사 제품에 영향을 미치는 미생물 유형을 이해하도록 돕는 데서 더 큰 가치를 봅니다. 그 정보는 품질과 안전 개선에 활용될 수 있다고 말합니다.

파일라젠은 세계 마이크로바이옴 지도 완성을 향해 "순항 중"이라고 그린은 말합니다. 데이터베이스가 확장됨에 따라, 예측 위험 분석 등 추가 응용 분야를 찾을 것으로 기대합니다.

"이게 관련 없는 플랫폼을 생각할 수 없습니다."