공기청정기도 놓친 유해물질 잡는 식물 개발
공기청정기도 놓친 유해물질 잡는 식물 개발
  • 함예솔
  • 승인 2018.12.30 08:10
  • 조회수 2660
  • 댓글 0
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유전자 변형 시킨 포토스 아이비. 출처: University of Washington
유전자 변형 시킨 포토스 아이비. 출처: University of Washington

요즘, 집 안 공기 신경 쓰시는 이웃님들 많으시죠? 미세먼지 여파 때문인지, 집집마다 공기청정기 장만하신 분들 많으실 텐데요. <Environmental Science & Technology>저널에 실린 워싱턴대학교 연구진 연구에 따르면, 너무 작아서 공기청정기에 들어가는 헤파 필터(HEPA Filter)도 잡아내지 못하는 유해물질을 막아줄 수 있는 유전자 변형 식물을 개발됐다고 합니다.

 

클로로포름, 집에도 있다 출처: fotolia
클로로포름, 집에도 있다 출처: fotolia

일반 가정집에 생활할 때도 우리는 암을 유발할 수 있는 벤젠과 클로로포름을 접촉할 일이 상존합니다. 클로로포름은 염소로 소독된 물에 소량 존재하고 있으며, 집에서 샤워를 하거나 물을 끓일 때 집에 잔류합니다. 휘발유의 성분인 벤젠 역시 차고에 자동차 혹은 잔디 깎는 기계를 놓아 둘 때 집에 남게 됩니다. 물론 이런 환경은 한국보다는 미국 등 서구권에 주로 해당하는 이야기입니다. 

 

워싱턴대학교 토목환경공학부 연구교수인 Stuart Strand는 "사람들은 가정에서 유기화합물의 위험성에 대해 이야기하진 않지만, 이를 해결하는 것은 중요하다"며 "따라서 우리는 이 오염 물질을 제거하기 위한 실내 식물을 설계했다"고 전했습니다.

 

워싱턴대학교 연구진. 출처: University of Washington
워싱턴대학교 연구진. 출처: University of Washington

워싱턴대학교 연구진은 실내 식물이며 포토스 아이비(pothos ivy)라 불리는 담쟁이덩굴의 유전자를 변형시켜 주변 공기에서 클로로포름과 벤젠을 제거하도록 개조했습니다. 연구진이 유전자를 조작한 식물은 2E1이라 불리는 단백질을 발현하는데요. 이 단백질은 벤젠이나 클로로포름을 자신의 성장을 위해 사용할 수 있는 분자로 변형시킵니다.


연구진은 인간을 포함한 모든 포유류에 존재하는 시트크롬 P450 2E1(줄여서 2E1) 단백질을 사용하기로 결정했는데요. 2E1은 벤젠을 페놀로, 클로로포름을 이산화탄소와 염소 이온으로 변환합니다. 이렇게 변환시킨 물질은 식물에게도 이로운데요. 이산화탄소와 염소 이온은 식물의 비료로 이용될 수 있으며 페놀은 세포벽의 구성 요소를 만드는데 사용할 수 있다고 합니다.

 

연구진은 토끼가 보유한, 2E1 형태를 만들도록 지시하는 유전자를 이용해 합성 버전의 유전자를 만들었습니다. 이렇게 합성된 유전자는 포토스 아이비의 각 세포에서 단백질이 발현되도록 아이비에 넣었습니다. 이후 연구진은 변형된 식물이 일반 포토스 아이비에 비해 공기에서 오염 물질을 얼마나 잘 제거할 수 있는지 테스트를 진행했습니다.

 

실험 중.. 출처: University of Washington
실험 중.. 출처: University of Washington

연구진은 두 종류의 식물을 유리관에 넣은 다음 벤젠 혹은 클로로포름 가스를 관에 주입했습니다. 이후 11일 동안 각 유리관에서 오염 물질의 농도가 어떻게 변하는가 추적했습니다.

 

개조되지 않은 식물의 경우 두 가스의 농도는 시간에 따라 변하지 않았습니다. 그러나 유전자 변형을 한 포토스 아이비가 들어있는 유리관에서는 클로로포름의 농도가 3일 후에 82%까지 떨어졌으며 6일째에는 거의 검출되지 않았습니다. 벤젠 농도 역시 유전자 변형된 아이비에서는 감소됐지만 느리게 진행됐습니다. 8일 후 벤젠의 농도는 약 75% 감소했습니다. 


연구진은 오염 물질의 농도 변화를 알아내기 위해 가정에서 발견되는 것보다 훨씬 더 많은 양의 클로로포름과 벤젠 가스를 사용했습니다. 따라서 연구진은 가정의 실내 공기에서도 비슷한 수준으로 떨어질 것이라고 예상합니다. 이에 Strand 교수는 "환풍기와 같이 빠르게 실내 공기의 유해물질을 제거하기 위해서는 이 식물을 집 안에 둬야 한다"고 말했습니다.

 

Stuart Strand 교수. 출처: University of Washington
Stuart Strand 교수. 출처: University of Washington

연구진은 집안의 공기에서 발견되는 또다른 유해 분자를 분해할 수 있는 단백질을 첨가해 식물의 능력을 향상시키기 위한 연구를 진행 중입니다. 공기청정기 대신, 식물만으로도 집안의 공기가 상쾌해질 날이 머지 않은 것 같습니다.  

 


##참고자료##

 

Zhang, Long, Ryan Routsong, and Stuart E. Strand. "Greatly Enhanced Removal of Volatile Organic Carcinogens by a Genetically Modified Houseplant, Pothos Ivy (Epipremnum aureum) Expressing the Mammalian Cytochrome P450 2e1 Gene." Environmental Science & Technology (2018).


 



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