中 과학자, 해양에서 폐플라스틱 분해 가능한 미생물군 및 효소 발견

[사진 출처: 시각중국(視覺中國)]

중국과학원 해양연구소 연구팀이 폐플라스틱을 분해할 수 있는 미생물군과 효소를 최초로 발견했다.

국제 학술지 ‘유해물질 저널’(Journal of Hazardous Materials)이 지난 25일 중국과학원 해양연구소 쑨차오민(孫超岷) 연구팀이 페트(PET·Polyethylene terephthalate)와 폴리에틸렌(PE) 등 두 종류의 폐플라스틱을 효과적으로 분해할 수 있는 해양 미생물군과 효소를 발견한 연구 성과를 게재했다. 이는 플라스틱을 분해할 수 있는 미생물과 기능 효소를 획득하고 플라스틱 쓰레기를 분해한 생물학적 제품을 발전시키는 데 중요한 이론적 근거와 후보 재료를 제공하는 한편 플라스틱 폴리에틸렌의 분해 난관을 돌파할 것으로 전망된다. 

쑨차오민 연구팀은 2016년부터 칭다오(靑島) 근해에서 1000개가 넘는 플라스틱 쓰레기를 수집했다. 대량의 선별 끝에 플라스틱 쓰레기에 미생물군을 부착하면 플라스틱(PET와 PE) 표면에 분명한 콜로니생성와 분해 능력이 있음을 발견했다. 이 미생물군은 플라스틱 쓰레기를 함유한 배지(Medium) 중에서 양호한 생장능력을 유지할 수 있어 플라스틱 분해를 통해 별도의 에너지를 얻는 것으로 추측된다. 연구팀은 미생물군의 구성 종류와 존재비에 대한 정량 분석을 통해 5종류의 세균이 우위종임을 확인했다. 또한 배양 기술을 결합해 상기 5종류 세균의 순배양 균주를 얻는 데 성공했다. 균주 중 3개는 뚜렷한 플라스틱 분해 능력을 가지고 있었다. 이들 세균 3개를 일정한 비율에 따라 재배양해 안정적으로 공존하면서 PET와 PE 플라스틱 쓰레기를 분해할 수 있는 미생물군을 획득하는 데 성공했다. 해당 미생물군은 PE 플라스틱 분해를 특히 좋아했으며, 2주 만에 PE를 파편으로 분해할 수 있었다.

연구팀은 상기 미생물군이 PET와 PE를 효과적으로 분해할 수 있다는 것을 다각적으로 증명했다. 나아가 PET와 PE 플라스틱 분해에 참여할 가능성이 있는 여러 개의 후보 효소류를 선별 검사한 다음 최종적으로 체외(in vitro) 발현 기술을 결합해 24시간 내에 PE 플라스틱을 분해할 수 있는 여러 개의 효소를 획득했다