국내 연구진이 나프탈렌 등 방향족 탄화수소계열 오염물질을 분해할 수 있는 미생물의 원리를 최초로 밝혀냈다.

나프탈렌은 벤젠고리 두 개가 이어진 방향족 탄화수소 화합물이다. 승화성물질로 원유 생산 과정에 추출하며 과거 탈취제, 방충제로 많이 쓰였으나 발암 물질로 판명돼 환경부는 나프탈렌을 2013년부터 특정수질유해물질로 지정했다.

국립낙동강생물자원관은 전체옥 중앙대 교수 연구팀과 함께 ‘알테로모나스 나프탈레니보란스(Alteromonas naphthalenivorans, 이하 알테로모나스)’ 균주가 나프탈렌 등 방향족 탄화수소계열을 분해하는 원리를 새롭게 개발한 ‘미생물 환경정화기능 분석기술(mRNA-SIP)’을 통해 최초로 규명했다고 밝혔다.

‘미생물 환경정화기능 분석기술’이란 안정 동위원소 표지기법(SIP)과 차세대 유전자발현 분석기술(RNA-seq)을 접목시킨 미생물 활성 관찰기술이다.

이 기술은 그간 해외의 다른 연구진이 미생물 활성 관찰을 위해 시도해왔지만 실제 오염현장에서 해당기술을 적용해 성공적인 결과를 얻은 첫 사례라는 측면에서 획기적이다.

연구진은 지난 2009년 ‘알테로모나스’를 태안 갯벌에서 처음 발견했으며, 이 미생물이 나프탈렌처럼 분해하기 어려운 유해물질을 어떻게 효과적으로 제거하는지 원리를 연구했다.

연구진은 이번 ‘미생물 환경정화기능 분석기술’로 ‘알테로모나스’의 나프탈렌 분해의 원리를 밝혀냈다.

‘알테로모나스’는 방향족 탄화수소의 단단한 화학공명구조의 일부를 붕괴시키고, 유해물질을 영양분으로 사용하기에 용이한 형태로 유해물질의 구조를 변화시키는 ‘나프탈렌디옥시게네이즈’와 ‘살리실산 하이드록실레이즈’라는 2가지 효소를 사용하는 것으로 밝혀졌다.

특히 주변 환경이 나프탈렌과 같은 물질로 이뤄졌을 때 ‘알테로모나스’는 화학주성 (chemotactic) 반응유전자를 높게 발현시켜 나프탈렌 가까이에 이동하는 것으로 확인됐다.

즉 이 미생물은 나프탈렌과 같은 물질을 먹잇감 삼아 스스로 움직이는 것이다.

이번 연구 결과는 세계적인 학술지인 네이처(Nature)의 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 2016년 2월호에 게재됐다.

국립낙동강생물자원관은 이번 연구에서 사용된 미생물 유전자 분석 기술을 통해 앞으로 난분해성 오염물질을 정화하는 유용생물자원 산업에 응용할 수 있을 것으로 기대했다.

특히 나프탈렌, 벤젠 등 방향족 탄화수소계열의 특정수질오염물질을 정화하는 데 효과적으로 대응할 수 있을 것으로 예상했다.

국립낙동강생물자원관은 차세대 미생물 환경정화기능 분석기술을 활용하여 담수 환경에서 난분해성 오염물질을 제거할 수 있는 유용생물자원의 발굴과 친환경 정화 기술을 지속적으로 연구할 예정이다.