바다 플라스틱 분해하는 플랑크톤 개발

■ 바다 플라스틱 분해하는 플랑크톤 개발

 

한국생명공학연구원 세포공장연구센터 이용재, 김희식 박사팀은 유전자 형질 전환을 통해 플라스틱 분해 효소를 발현해 페트병을 분해하는 식물성 플랑크톤을 개발됐다. 이는 향후 수생 생태계의 플라스틱 연쇄 오염 및 생물 농축 차단에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

 

어패류 등의 수생 생명체는 미세 플라스틱을 먹이로 오인해 섭취하는 경향이 있다. 중금속이나 방사능과 같이 먹이 사슬을 통해 플라스틱 생물 농축이 일어날 우려가 존재한다. 식물성 플랑크톤은 수생 생태계에서 1차 생산자로서 빛으로부터 포도당과 같은 영양분을 합성하여 전체 먹이 사슬에 공급하는 역할을 담당한다. 이에 플라스틱을 분해하는 식물성 플랑크톤은 미세 플라스틱에 의한 수생 생태계의 연쇄 오염을 원천적으로 예방하고, 먹이 사슬을 통한 플라스틱 생물 농축을 차단할 수 있다.

 

2016년 해외 연구팀에 의해 페트병을 분해하는 효소가 세균으로부터 발견됐지만, 아직까지 식물성 플랑크톤인 녹색 미세 조류에 적용한 사례가 없었다. 본 연구팀은 'Chlamydomonas reinhardtii' 라는 가장 대표적인 녹색 미세 조류에, PET 분해 효소(PETase)의 아미노산 서열을 이용해서 식물 플랑크톤에 적합하도록 유전자를 합성해 페트병을 분해하는 식물성 플랑크톤 'CC-124_PETase'를 개발했다.

 

연구팀은 플라스틱 분해 식물성 플랑크톤을 개발한 후, 시판되고 있는 음료수 페트병을 인체에 무해한 단량체들(TPA, EG)로 완전히 분해하는 것을 확인했다. 또한 전자 현미경을 통해 페트병이 분해되는 과정을 관찰하는데 성공했다. TPA는 테레프탈산(terephthalic acid)을 의미하고, EG는 에틸렌글라이콜(ethylene glycol)을 의미한다.

 

연구 책임자인 김희식 박사는 "이번 연구 성과는 세계 최초로 플라스틱을 분해하는 녹색 미세 조류를 개발한 것이다. 이 기술은 플라스틱에 의한 환경 오염을 해결할 수 있는 새로운 패러다임을 제시한 결과이다" 라고 밝혔다. 이어 "먹이 사슬을 통한 미세 플라스틱의 생물 농축을 원천적으로 차단할 수 있는 기술의 실마리를 제공함으로써 추가적인 연구를 통해 자연 복원, 수산 양식 등 다양한 분야에 널리 활용될 수 있을 것"이라고 전망했다.