곤충 몸에서 플라스틱 생분해 박테리아 발견
곤충 몸에서 플라스틱 생분해 박테리아 발견
  • 함예솔
  • 승인 2020.06.09 20:40
  • 조회수 2206
  • 댓글 0
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학부생들이 주축이 된 연구팀이 곤충의 체내에서 플라스틱 생분해 박테리아를 발견했습니다. 향후 환경오염 해결을 위한 플라스틱 생분해 연구의 기폭제 역할로 기대됩니다. 

플라스틱을 섭취하는 슈퍼웜(좌) 플라스틱 분해 박테리아(가운데) 플라스틱 분해 효소 후보(우). 출처: DGIST
플라스틱을 섭취하는 슈퍼웜(좌) 플라스틱 분해 박테리아(가운데) 플라스틱 분해 효소 후보(우). 출처: DGIST

DGIST 기초학부 김대환 교수와 김홍래, 이현민, 유희철, 전은빈 학생이 아메리카왕거저리의 유충인 슈퍼웜의 체내에서 폴리스틸렌을 생분해하는 박테리아를 최초로 발견했습니다. 이번 연구는 <Environmental Science & Technology>에 게재됐습니다. 

  • 폴리스틸렌(polystyrene,PS)

열가소성 플라스틱의 하나로 가공이 쉽고 가볍고, 맛과 냄새가 없습니다. 가격이 저렴해 생활용품, 각종용기, 포장재 등 다양하게 쓰입니다. 그러나 내열성이 60~90도로 낮기 때문에 뜨거운 것에 닿으면 쉽게 녹아 환경호르몬 물질이 발생합니다. 

슈도모나스 박테리아, 폴리스틸렌 분해

 

불과 150년 전부터 존재하기 시작한 플라스틱은 인류의 삶을 편리하게 바꿔 놓았지만 전 세계적으로 연간 800만 톤 이상의 플라스틱 폐기물이 해양에 유출되어 생태계를 위협하고 있습니다. 플라스틱은 자연 상태에서 분해속도가 매우 느리기 때문에 플라스틱을 생분해하기 위한 연구가 활발히 진행 중입니다. 

바다에 둥둥 떠다니는 플라스틱. 출처: instagram/noaaocean
바다에 둥둥 떠다니는 플라스틱. 출처: instagram/noaaocean

이에 연구팀은 기존에 플라스틱 소화 능력이 잘 알려지지 않았던 슈퍼웜에 주목해 연구를 진행했습니다. 먼저 플라스틱 이외의 영양원이 없는 배양기에서 슈퍼웜의 장액을 배양해 장액 내 플라스틱 분해 박테리아 후보를 선별했습니다. 그리고 플라스틱에서의 증식여부와 화학적 변화를 지속적으로 관찰하며 플라스틱 분해 박테리아인 '슈도모나스(Pseudomanas sp.)'를 발견했습니다. 

 

슈도모나스 박테리아는 특히 분해가 어려운 플라스틱 종류인 폴리스틸렌을 분해할 수 있었는데요. 슈도모나스 내 효소 중 하나인 세린계 가수분해효소(Serine Hydrolase)가 플라스틱 생분해와 연관이 있음을 최초로 제시했습니다. 이를 규명하고자 효소의 억제제를 여러 농도에서 처리하면서 억제제의 농도가 높을수록 박테리아의 증식과 플라스틱의 분해가 저해됨을 관찰할 수 있었습니다. 또한 소화된 플라스틱 대사물질의 대사 경로를 추론 및 분석하기 위해 다양한 분광학적 기법을 이용했습니다. 

관련사진1. DGIST 기초학부 김대환 교수(가운데 앞)와 학부생들(왼쪽부터 유희철, 전은빈, 김홍래, 이현민 학생). 출처: DIGST
관련사진1. DGIST 기초학부 김대환 교수(가운데 앞)와 학부생들(왼쪽부터 유희철, 전은빈, 김홍래, 이현민 학생). 출처: DIGST

이번 연구는 DGIST 학부 커리큘럼의 일환인 '학부생 공동연구프로젝트(UGRP)'를 통해 일군 성과이기에 더욱 의미가 깊습니다. 연구를 지도한 기초학부 김대환 교수는 "앞으로 플라스틱 분해 효소의 발견 및 개량을 지속적으로 진행한다면 궁극적으로 플라스틱 문제 해결에 다다를 수 있을 것"이라며 "아직까지 세계적으로 플라스틱의 생분해 연구가 초기 단계인 만큼, 이번 연구를 통해 기폭제 역할이 되기를 기대한다"고 말했습니다.

 


##참고자료##

 

 

 


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