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국립생물자원관, 중금속오염 토양서 세균정보 확보 2018-10-07 12:24
【에코저널=제주】환경부 소속 국립생물자원관이 제주대학교 박수제 교수팀과 광물찌꺼기 적재장 토양에 서식하는 세균 1791종의 유전자 정보를 확보했다고 7일 밝혔다.

국립생물자원관은 자생생물 조사·발굴사업의 하나인 ‘폐광미(광물찌꺼기) 지역 서식 원핵생물의 다양성 조사 및 미발굴종 탐색’ 사업을 수행, 자생 세균의 서식 정보를 올해 9월 국제학술지 ‘미생물과 환경(Microbes and Environments)’에 투고했다.

▲광물찌꺼지 적재장 토양.

이번에 밝혀진 세균 서식 정보는 경기 화성, 경북 봉화, 대구 달성에 위치한 광물찌꺼기 적재장의 비소, 구리, 납 등 중금속 오염이 심한 극한 환경의 토양에서 확보됐다.

연구진이 채취한 토양에 대해 차세대 염기서열(유전자) 분석법(NGS)으로 세균의 다양성을 조사한 결과, 지점별로 152종에서 1791종까지 ‘미생물 종 다양성(마이크로바이옴)’을 확인했다.

확인 종들의 약 80%는 유전자로만 확인되는 미지의 세균들로, 여러 생물들 중 세균이 신종 발굴의 가능성이 매우 높은 것이 확인됐다. 광물찌꺼기 토양에선 일반 토양에서 발견하기 힘든 속(屬)들인 렙토스필럼(Leptospirillum, 최대 48%), 엑시디티오바실러스(Acidithiobacillus, 최대 22%), 엑시디페로박터(Acidiferrobacter, 최대 9%) 등의 구성 비율이 높게 나타났다.

렙토스필럼과 엑시디페로박터 속은 철을 산화하는 능력이, 엑시디티오바실러스 속은 황을 산화하는 능력이 있어 황철석 등으로부터 철 등의 유용금속을 분리하는 생물채광에 이용될 수 있는 세균이다. 이들 미생물은 폐광물에서 추가로 채광을 할 수 있게 해주며, 채광할 때 필요한 약 800℃의 온도를 30℃까지 낮출 수 있기 때문에, 에너지 비용을 아낄 수 있다.

연구진은 대기 환경 개선에 활용하거나 신소재 생산에 이용 가능한 세균들도 확인했다.

소수이긴 하나 대기질 개선, 바이오 화합물 생산에 이용 가능성이 있는 엑시디필리엄(Acidiphilium, 최대 0.9%), 쿠프리아비두스(Cupriavidus, 최대 1.6%) 속도 나타났다.

엑시디필리엄은 황을 에너지원으로 이용해 황산의 형성을 억제하기 때문에 온실가스인 이산화탄소를 줄이는데 도움을 주는 것으로 알려졌다. 황산은 암석을 녹여 대기에 이산화탄소를 방출하게 만든다.

▲중금속 오염농도·유전자로 확인된 세균 종수.

쿠프리아비두스는 이산화탄소를 대사과정에 이용해 생분해성 플라스틱의 제조에 사용가능한 생분해성 고분자를 생산하는 것으로 알려져 있다.

연구진은 이번에 확인한 세균 정보가 향후 유용 미생물의 탐사 및 발굴의 자료로 활용될 수 있도록 산·학·연 등 연구자들에게 제공할 계획이다.

국립생물자원관 황계영 생물자원활용부장은 “미생물은 생명공학 산업에서 널리 이용되고 있는 핵심소재로 고부가가치 자원”이라며 “앞으로도 나고야의정서 대응 및 국가 생물자원의 가치 증진을 위해 유용 미생물자원을 지속적으로 발굴해 나가겠다”고 밝혔다.
남귀순 기자 iriskely@hotmail.com   

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