플랑크톤으로 페트병 분해한다.. 생물농축 차단

[아시아경제 황준호 기자] 최근 신종 코로나바이러스감염증(코로나19)에 따른 단가 하락에 따라 재활용품 수거업체도 수거를 꺼리고 있는 플라스틱 병(본지 5월26일자 기사 참조)을 먹어 치우는 플랑크톤이 개발됐다. 우리 사회의 쓰레기 처리 문제 뿐만 아니라, 플라스틱 생물 농축의 원인이 되는 수생 생태계 플라스틱 연쇄 오염을 막는데 큰 기여를 하게 될 것으로 예상된다.

PET병 먹어치우는 플랑크톤 개발

플랑크톤의 플라스틱 분해 과정을 전자현미경으로 2만배 확대하여 관찰한 결과다. (a)는 일반 플랑크톤을 이용하여 4주간 분해한 결과다. 이어 플라스틱 분해 플랑크톤을 이용해 (b) 2주, (c) 4주간 분해한 결과다. 빨간색 상자는 분해되는 과정에서 표면에 발생하는 홀(hole)과 덴트(dent)를 확대한 것이다.

한국생명공학연구원은 이용재, 김희식 세포공장연구센터 박사 연구팀이 유전자 합성을 통해 PET 분해 효소를 가진 식물성 플랑크톤을 개발했다고 28일 밝혔다. 연구 결과는 '국제학술지 마이크로바이얼 셀 팩토리즈'에 실렸다.

연구팀은 대표적인 녹색 미세조류인 하나인 클라미도모나스(Chlamydomonas reinhardtii)에 PET 분해 효소(PETase)의 아미노산 서열을 이용해 식물플랑크톤에 적합하도록 유전자를 합성했다. 이를 통해 페트병을 분해하는 식물성 플랑크톤 'CC-124_PETase'를 개발했다. 클라미도모나스는 이산화탄소를 소모해 산소를 생산하는 친환경 녹색미세조류다.

연구팀은 이 플랑크톤을 시판 중인 음료수 페트병에 적용했다.이 결과 페트병이 분해되는 과정을 전자현미경을 통해 지켜봤다. 또 페트병이 인체에 무해한 단량체들로 완전히 분해된다는 것을 확인했다.

지난 2016년에 해외 연구팀이 세균에서 페트병을 분해하는 효소를 발견했지만 식물성 플랑크톤에 이를 적용한 사례는 없었다.

미세 플라스틱 생물 농축 막을까

플라스틱 분해 플랑크톤 개발 기술 활용 모식도

연구진은 미세플라스틱 제거에 도움이 될 기술로 평가했다. 어패류 등 수생 생명체는 미세플라스틱을 먹이로 오인해 섭취하는 경향이 있다. 이는 먹이사슬을 통해 생태계 전체의 플라스틱 생물농축을 일으킬 수 있다. 식물성 플랑크톤은 수생 생태계에서 1차 생산자로서, 플라스틱을 분해하게 된다면 수생 생태계의 플라스틱 오염을 원천적으로 차단할 수 있을 것으로 예상된다.

김희식 박사는 "이번 연구성과는 세계 최초로 플라스틱을 분해하는 녹색미세조류를 개발한 것"이라며 "이 기술은 플라스틱에 의한 환경오염을 해결할 수 있는 새로운 패러다임을 제시한 결과"라고 밝혔다. 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.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr