"알프스 · 극지서 저온에서 플라스틱 분해하는 미생물 찾았다"

알프스산맥 고지대와 극지방에서 낮은 온도에서도 플라스틱을 잘 분해하는 세균과 곰팡이가 발견됐습니다.

스위스 연방 산림·눈·환경 연구소(WSL) 연구팀은 9일 과학저널 '미생물학 프런티어스'(Frontiers in Microbiology)에서 알프스산맥 고지대와 그린란드 및 스발바르 등 극지에서 15℃에서도 각종 플라스틱을 잘 분해하는 세균과 곰팡이들을 발견했다고 밝혔습니다.

연구팀은 플라스틱을 분해하는 미생물은 이미 여러 종류가 발견됐지만 이를 산업에 적용할 때 효소들이 30℃ 이상에서만 작동, 비용이 많이 들고 탄소 중립적이지 않은 문제가 발생한다며 저온에서 효소가 작동하는 미생물을 이용하면 플라스틱 생분해에 드는 비용과 에너지를 절약할 수 있다고 설명했습니다.

교신저자 겸 제1 저자인 조엘 루티 박사는 "고산 및 북극 토양의 '플라스틱 생태권'에서 얻은 새로운 미생물들이 15℃에서 생분해성 플라스틱을 분해할 수 있음을 확인했다"며 "이 미생물들이 효소를 이용한 플라스틱 재활용 과정의 비용과 환경 부담을 줄이는 데 도움이 될 것"이라고 말했습니다.

연구팀은 이 연구에서 스위스 그라우뷘덴주의 알프스산맥 2천979ｍ 고산 지대에서 채취한 토양과 그린란드와 스발바르 등 북극 지역이 자연 상태 또는 땅에 1년 이상 묻혀 있던 플라스틱에서 박테리아 19개 균주와 곰팡이 15개 균주를 채집해 분석했습니다.

실험실에서 이들 균주를 15℃ 암흑 상태에서 배양해 분석한 결과 박테리아는 액티노박테리아와 프로테오박테리아 문의 13개 속에 속하는 것으로 나타났으며, 곰팡이는 아스코마이코타와 뮤코마이코타 문의 10개 속에 속하는 것으로 나타났습니다.

이어 폴리에틸렌(PE)과 폴레에스테르-폴리우레탄(PUR), 생분해성 플라스틱인 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트(PBAT)와 폴리락틱산(PLA) 혼합물로 이들 미생물의 플라스틱 분해 능력을 실험했습니다.

그 결과 곰팡이 11종과 박테리아 8종 등 19종(56%)은 15℃에서 PUR을 분해했으며, 곰팡이 14종과 박테리아 3종은 PBAT와 PLA 혼합물을 분해하는 것으로 나타났습니다.

그러나 PE는 이들 미생물을 126일간 배양한 후에도 분해되지 않았습니다.

가장 우수한 분해 능력을 보인 것은 네오데브리시아와 라크넬룰라 속에 속하는 두 종의 곰팡이 종으로, 이들은 PE를 제외한 모든 플라스틱을 분해하는 것으로 확인됐습니다.

루티 박사는 "테스트한 균주 중 상당수가 실험에 사용된 플라스틱 중 적어도 하나 이상을 분해할 수 있다는 것은 매우 놀랍다"면서 "다만 이들 미생물은 4~20℃에서 잘 자라는 것으로 알려져 있지만 실험은 15℃에서만 했기 때문에 균주의 효소가 작동하는 최적 온도는 아직 알 수 없다"고 말했습니다.

이어 이 미생물들을 플라스틱 생분해 산업에 활용하기 위해서는 "후속 연구를 통해 이들 균주가 체내에서 생산하는 플라스틱 분해 효소를 확인하고 이들 효소를 대량으로 생산하기 위한 공정을 최적화할 필요가 있다"고 덧붙였습니다.

(사진=게티이미지코리아)