원자력연, 방사선 이용해 난분해성 오염줄질 제거 가능한 균주 개발

폐플라스틱 분해 개발 등 자원순환 기술 고도화 예정

정종현 박사 연구팀이 방사선을 이용하여 개발한 고성능 난분해성 오염물 제거 균주의 성능을 확인하고 있다. ⓒ한국원자력연구원

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

정종현 원자력연구원 박사 연구팀은 인천대, 한국과학기술연구원(KAIST)과 함께 구리이온 농도가 높을수록 락카아제가 활성화된다는 점에 주목했다.

기존처럼 이 효소를 직접 개량하는 대신, 구리이온을 통해 락카아제가 활성화 될 수 있는 환경을 조성하는 방법을 택했다. 이를 위해 락카아제를 가지고 있는 균주(MBLB0692)의 구리이온 내성을 강화했다.

락카아제 활성을 위해서는 구리이온을 주입해야 하는데, 일반적인 균주는 구리이온이 많아지면 독성이 생겨 생장에 어려움을 겪는다. 균주의 구리이온 내성을 높이기 위해서는 균주에 존재하는 수십개 유전자의 개량이 필요하다.

연구팀은 방사선이 한 번에 여러 유전자를 변이시킬 수 있다는 점에 착안해 감마선조사시설에서 방사선을 조사해 구리이온에 대한 내성을 높이는 기법을 설계했다. 실험을 통해 대부분의 미생물이 생장할 수 없는 10mM 농도의 구리이온에서도 생장이 가능한 균주를 개발했다.

연구팀이 만든 새로운 균주는 락카아제 활성도가 기존보다 2.6배 높다. 유전자 분석을 통해 이 균주의 락카아제 생성, 구리의 흡수 및 배출 과정에 관련된 유전자가 활성화 됐음도 확인했다. 또 다양한 합성 염료를 분해하는 실험에서도 이 균주는 대부분의 염료를 더 빠르고 효과적으로 분해했다.

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

정병엽 원자력연 첨단방사선연구소장은 “미생물 기반 친환경 기술은 미래 다양한 산업에서 사용될 수 있는 기술”이라며 “난분해성 유해물질을 친환경적으로 처리할 수 있는 지속 가능한 해법을 제공할 것으로 기대된다.”고 밝혔다.