캘리포니아 샌디에고대학교 연구팀이 하수처리 로봇으로 코로나19 발생을 예측했다(사진. 샌디에고 대학교).

캘리포니아 샌디에고 대학교(UC San Diego, 이하 UC 샌디에고)의 의과대학 연구팀이 하수처리 로봇으로 코로나19 발생을 예측할 수 있다고 밝혔다. 연구팀은 지난 3월 2일(현지시간) 발표된 논문 자료에서 액체처리 로봇의 도움으로 폐수 농축을 자동화한 방법을 설명했다. 그들은 도시 하수를 사용해 예측할 수 있음을 보여줌으로써 시스템의 견고성을 입증했다.

 

UC 샌디에고 캠퍼스에 있는 사람들을 포함한 약 230만 명의 주민들에 의해 배출된 배설물은 인근 해안에 위치한 1차 폐수 처리장으로 모인다. 연구팀은 수집 및 보관한 폐수 샘플을 수집하기 위해 처리장으로 가, 샘플을 캠퍼스에 있는 실험장으로 가져왔다. 

 

연구 관계자는 “환자의 코에서 면봉으로 채취하는 방식으로 폐수 샘플을 직접 테스트할 수는 없다”라며, “그것은 우리가 얻는 샘플이 고도로 희석됐기 때문”이라고 밝혔다. 

연구원들은 실험실로 돌아와 로봇 플랫폼을 사용해 하수를 처리했다. 이 시스템은 샘플에서 SARS-CoV-2와 같은 바이러스의 게놈을 구성하는 유전 물질인 RNA를 추출하고 중합 효소 연쇄 반응(PCR)을 실행해 바이러스의 시그니처 유전자를 검색한다. 자동화된 고처리량 시스템은 40분마다 24개의 샘플을 처리할 수 ​​있는 것으로 나타났다. 연구진에 따르면 이번 기술은 폐수 감시에 대한 다른 접근 방식보다 빠르고 저렴하며 민감한 것으로 밝혀졌다. 

 

한편 나이트 연구실은 샘플을 다루는 데 낯설지 않다. 이 팀은 위장관에 서식하는 독특한 미생물 군집인 장내 미생물 군집에 대한 연구에 오랜 기간 주력해왔다. 

 

연구팀은 크라우드 소싱 프로젝트를 통해 사람의 장내 미생물 군집 구성에 영향을 미칠 수 있는 여러 요인과 그것이 우리의 건강에 영향을 미치는 다양한 방식을 연구할 수 있었다. 지난 2020년 나이트 팀은 특정 미생물인 SARS-CoV-2를 찾기 위해 빠르게 초점을 맞췄으며, 리턴 투 런(Return to Learn) 프로그램의 필수적인 부분을 형성했다.

 

이 프로그램은 대학이 캠퍼스 내 숙소와 대면 수업 및 연구 기회를 계속 제공할 수 있게 해준 증거 기반 접근 방식이다. 캠퍼스에 약 10,000명의 학생이 있는 이 프로그램의 많은 구성 요소는 COVID-19 발병률을 주변 커뮤니티 및 대부분의 대학 캠퍼스보다 훨씬 낮게 유지, 양성을 1% 미만으로 유지했다.

 

연구팀은 300개 이상의 건물을 포함하는 캠퍼스의 100개 이상의 폐수 샘플러에서 매일 샘플을 수집하고 있다. 특히 2020년 여름에 한 지역에 양성 사례가 감지되자, 캠퍼스 커뮤니티는 14시간 이내에 알림을 받고 감염된 건물과 관련된 사람들에게 가능한 빨리 바이러스 검사를 받을 것을 권장하는 표적 메시지를 보냈다. 

 

한편 폐수 스크리닝 결과는 공개 대시 보드에서 확인할 수 있으며 새로운 SARS-CoV-2 변종의 출현을 추적하기 위해 양성 샘플의 순서를 정하고 있다. 폐수 검사를 포함한 리턴 투 런 프로그램은 다른 대학 및 지역의 모델이 될 것으로 기대된다.