원자력硏, 방사선 이용 난분해 오염물질 정화한다

방사선으로 구리 이온 내성 강화한 정화용 '균주' 개발

국제학술지 게재…자원순환 기술 상용화 기대

[대전=뉴시스] 원자력연구원 정종현 박사팀이 방사선을 이용해 개발한 고성능 난분해성 오염물 제거 균주의 성능을 확인하고 있다.(사진=원자력연구원 제공)  *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 방사선 기술을 활용해 난분해성 오염물질을 제거할 수 있는 고효율 친환경 미생물을 개발했다.

한국원자력연구원 첨단방사선연구소는 방사선을 이용해 난분해성 오염물질을 친환경적으로 제거할 수 있는 균주를 개발했다고 20일 밝혔다.
 


일반적인 친환경 오염물질 제거방법은 오염물질을 분해할 수 있는 '락카아제(laccase)'라는 효소를 갖는 박테리아를 이용한다.

박테리아 배양액에 오염물질을 넣으면 박테리아가 생성한 락카아제(laccase) 효소가 이를 분해하는 원리로 기존에는 락카아제를 직접 개량해 정화효율을 높였지만 개발과정이 복잡하고 많은 시간이 소요된다.

이번에 원자력연구원 정종현 박사팀은 인천대학교, 한국과학기술연구원과 함께 구리이온 농도가 높을수록 락카아제가 활성화된다는 점에 주목해 효소를 직접 개량하는 기존 방법에서 벗어나 구리이온으로 락카아제가 활성화될 수 있도록 락카아제를 갖는 균주(MBLB0692)의 구리이온 내성을 강화했다.



연구팀은 방사선이 한번에 여러 유전자를 변이시킬 수 있는 특성을 활용, 방사선을 조사해 구리이온에 대한 내성을 높이는 기법을 설계했다고 설명했다.

이어 실험을 통해 대부분의 미생물이 생장할 수 없는 10mM(10밀리몰) 농도의 구리이온에서도 생장이 가능한 균주를 개발하는데 성공했다.
 
연구팀이 만든 새로운 균주는 락카아제 활성도가 기존보다 2.6배 높고 유전자 분석 결과에선 락카아제 생성, 구리 흡수 및 배출 과정에 관련된 유전자가 활성화됐음도 확인됐다.

또 다양한 합성염료를 분해하는 실험에서도 이 균주는 대부분의 염료를 더 빠르고 효과적으로 분해하는게 입증됐다.

향후 연구팀은 새로운 균주로 폐플라스틱을 분해하는 것은 물론 재활용 가능한 플라스틱 등 유용한 기능성 소재를 생산할 수 있는 균주를 추가로 개발해 자원순환 기술을 고도화할 계획이다.

이번 연구는 환경분야 국제학술지 '엔바이러멘탈 리서치(Environmental Research 영향력지수: 7.7, 환경 분야 상위 4%)'에 최근 게재됐다.(논문명:Eco-friendly decolorization of synthetic dyes using whole cell biocatalyst with enhanced copper resistance)

연구원 정병엽 첨단방사선연구소장은 "미생물 기반 친환경기술은 미래 다양한 산업에서 사용될 수 있는 기술"이라며 "난분해성 유해물질을 친환경적으로 처리할 수 있는 지속 가능한 해법을 제공할 것으로 기대한다"고 말했다.


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