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환경/인권/복지

폐광물 흙에서 세균 유전자 확인…생명공학 이용 기대

국립생물자원관, 중금속 오염 토양에서 철, 황 등을 이용하는 기능성 세균들을 포함한 1,791종의 세균 서식정보 확보

환경부 소속 국립생물자원관은 박수제 제주대 교수팀과 광물찌꺼기 적재장 토양에 서식하는 세균 1,791종의 유전자 정보를 최근 확보했다고 밝혔다.



국립생물자원관은 자생생물 조사‧발굴사업의 하나인 ‘폐광미 지역 서식 원핵생물의 다양성 조사 및 미발굴종 탐색’ 사업을 수행하여, 자생 세균의 서식 정보를 올해 9월 국제학술지 ‘미생물과 환경(Microbes and Environments)’에 투고했다. 이번에 밝혀진 세균 서식 정보는 경기 화성, 경북 봉화, 대구 달성에 위치한 광물찌꺼기 적재장의 비소, 구리, 납 등 중금속 오염이 심한 극한 환경의 토양에서 확보된 것이다.


연구진이 채취한 토양에 대해 차세대 염기서열(유전자) 분석법(NGS)으로 세균의 다양성을 조사한 결과, 지점별로 152종에서 1,791종까지 ‘미생물 종 다양성(마이크로바이옴)’을 확인했다.  확인 종들의 약 80%는 유전자로만 확인되는 미지의 세균들로, 여러 생물들 중 세균이 신종 발굴의 가능성이 매우 높은 것이 확인됐다.


특히 광물찌꺼기 토양에선 일반 토양에서 발견하기 힘든 속(屬)들인 렙토스필럼(Leptospirillum, 최대 48%), 엑시디티오바실러스(Acidithiobacillus, 최대 22%), 엑시디페로박터(Acidiferrobacter, 최대 9%) 등의 구성 비율이 높게 나타났다.  렙토스필럼과 엑시디페로박터 속은 철을 산화하는 능력이, 엑시디티오바실러스 속은 황을 산화하는 능력이 있어 황철석 등으로부터 철 등의 유용금속을 분리하는 생물채광에 이용될 수 있는 세균이다.  이들 미생물은 폐광물에서 추가로 채광을 할 수 있게 해주며, 채광할 때 필요한 약 800℃의 온도를 30℃까지 낮출 수 있기 때문에, 에너지 비용을 아낄 수 있다. 
 

연구진은 대기 환경 개선에 활용하거나 신소재 생산에 이용 가능한 세균들도 확인했다.  소수이긴 하나 대기질 개선, 바이오 화합물 생산에 이용 가능성이 있는 엑시디필리엄(Acidiphilium, 최대 0.9%), 쿠프리아비두스(Cupriavidus, 최대 1.6%) 속도 나타났다.  엑시디필리엄은 황을 에너지원으로 이용하여 황산의 형성을 억제하기 때문에 온실가스인 이산화탄소를 줄이는데 도움을 주는 것으로 알려졌다. 황산은 암석을 녹여 대기에 이산화탄소를 방출하게 만든다.


쿠프리아비두스는 이산화탄소를 대사과정에 이용하여 생분해성 플라스틱의 제조에 사용가능한 생분해성 고분자를 생산하는 것으로 알려져 있다. 연구진은 이번에 확인한 세균 정보가 향후 유용 미생물의 탐사 및 발굴의 자료로 활용될 수 있도록 산‧학‧연 등 연구자들에게 제공할 계획이다.




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