[에너지단열경제]이재철 기자

한국생명공학연구원 연구진이 개발한 식물성 플랑크톤./생명공학연구원 제공 

한국생명공학연구원 세포공장연구센터 이용재, 김희식 박사팀이 유전자 형질 전환을 통해 플라스틱 분해효소를 만들어내는 식물성 플랑크톤을 개발했다.
향후 수생 생태계의 플라스틱 연쇄 오염 및 생물 농축 차단에 큰 기여를 할 것으로 기대되고 있다.
이번 식물성 플랑크톤은 음료수 페트병을 인체에 무해한 성분으로 완전히 분해했다.
전자현미경으로 관찰한 결과 페트병이 분자 수준의 작은 물질인 테레프탈산(TPA)과 에틸렌글라이콜(EG)로 분해됐다.
지난 2016년 해외연구팀에 의해 페트병을 분해하는 효소가 세균으로부터 발견됐지만, 아직까지 식물성 플랑크톤인 녹색 미세조류에 적용한 사례가 없었다.
어패류 등의 수생 생명체는 미세플라스틱을 먹이로 오인하여 섭취하는 경향이 있어, 중금속이나 방사능과 같이 먹이사슬을 통해 플라스틱 생물농축이 일어날 우려가 있다.
식물성 플랑크톤은 수생 생태계에서 1차 생산자로서 빛으로부터 포도당과 같은 영양분을 합성하여 전체 먹이사슬에 공급하는 역할을 담당한다.
연구진은 '클라미도모나스 레인하티'라는 가장 대표적 녹색 미세조류에, 페트병 분해 효소(PETase)의 아미노산 서열을 이용해 식물 플랑크톤에 적합하도록 유전자를 합성했다.
이렇게 해서 페트병을 분해하는 식물성 플랑크톤(CC-124 PETase)을 개발했다.
연구진은 실용화를 위해 플라스틱 분해 플랑크톤을 먹이로 활용한 동물성 플랑크톤이나 어류 속 플라스틱 분해효과를 밝혀내고 환경 영향 분석 등이 필요하다고 말했다. 

미세플라스틱 오염이 먹이 사슬에 따라 생물에 농축되는 과정에서 플라스틱 분해 플랑크톤이 순환 고리를 끊는 역할./생명공학연구원 제공

김희식 박사는 “연구성과는 세계 최초로 플라스틱을 분해하는 녹색미세조류를 개발했다는 것”이며, “플라스틱에 의한 환경오염을 해결할 수 있는 새로운 패러다임을 제시한 결과물”이라고 밝혔다.
김 박사는 이어 “먹이사슬을 통한 미세플라스틱의 생물 농축을 원천적으로 차단할 수 있는 기술의 실마리를 제공함으로써 추가적인 연구를 통해 자연복원, 수산양식 등 다양한 분야에 널리 활용될 수 있을 것”이라고 전망했다.
이번 연구는 미생물 분야의 국제학술지 마이크로바이얼 셀 팩토리즈(Microbial Cell Factories, IF 4.669) 4월 28일자 온라인판에 게재되었다.


 

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