중금속 오염이 심하고 산성이 강한 극한 환경에서 생존하는 신종 박테리아(Herminiimonas sp.) 분리
비소 오염 토양의 위해성을 낮추기 위한 실용화 시험 예정
국립생물자원관(관장 김상배)은 박수제 제주대 교수팀과 함께 고농도 비소가 함유된 광물찌꺼기로부터 비소의 독성을 저감시키는 신종 박테리아를 최근 발견했다고 밝혔다.
비소(As)는 간, 신장, 피부 등에 암을 유발하는 독성 물질로 구리, 납, 아연 등의 금속을 제련할 때 부산물로 생기며 폐광지역이나 제련소 주변에서 검출되는 경우가 많다. 자연환경에서 주로 산화된 형태인 아비산염이나 비산염의 형태로 존재한다. 아비산염의 형태가 비산염보다 물에 녹는 용해도가 상대적으로 높으며, 독성도 20∼60배 이상 강한 것으로 알려져 있다.
※ 쥐의 비소에 대한 반수치사량(LD50)은 아비산염은 14ppm, 비산염은 20ppm이며 아비산염 형태가 더 치명적임
이번에 발견한 신종 박테리아는 위해성이 높은 아비산염 약 1,200 ppm(mg/kg)을 같은 양의 비산염으로 산화시키는 능력이 있다.
신종 박테리아는 고농도 비소에 대한 내성을 동시에 갖췄으며 비소의 내성이 있는 다른 박테리아보다 2배 이상의 높은 산화능력을 갖고 있다.
※ 아비산염을 산화한다고 알려진 박테리아 또는 비소 산화 유전자를 재조합한 박테리아는 약 600ppm의 아비산염을 산화함(2015년 공개 미국특허)
신종 박테리아는 비소(930ppm), 구리(550ppm), 납(430ppm) 등 여러 중금속의 수소이온농도(pH) 3.8인 극한 환경에서 분리한 우리나라 토착 미생물이다.
국립생물자원관과 박수제 제주대 교수팀은 이번 신종 박테리아를 ‘헤르미니모나스 아르세니톡시던스(Herminiimonas arsenitoxidans)'로 명명하고 특허출원 중에 있다.
※ 미국 펜실베니어 주립대 연구팀이 2009년 6월에 신종 박테리아와 같은 속(genus)인 극한 미생물 헤르미니모나스 글라시에(Herminiimonas glaciei)를 그린란드의 빙하 3㎞ 아래에서 발견한 바 있다.
국립생물자원관은 이번 신종 박테리아가 비소의 독성이 강한 아비산염을 상대적으로 독성이 낮은 비산염으로 산화시키는 능력이 강해 비소가 함유된 토양의 독성을 낮추는 데 효과적으로 작용할 것으로 기대했다.
비산염은 생석회, 활성백토 분말 등의 흡착제를 통해 제거하는 방법이 있으며 이는 토양세척법, 산 용출 등 물리?화학적 비소 제거 방법보다 수월하다.
국립생물자원관은 앞으로 신종 박테리아를 활용한 비소의 생물학적 정화 연구를 추진할 예정이며 폐광지역이나 제련소 등 산업단지의 비소 오염 토양의 위해성 저감과 제거에 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다.
김상배 국립생물자원관장은 “이번 신종 박테리아처럼 토착 미생물을 활용할 수 있는 생물학적 비소의 위해성 저감기술 개발은 매우 중요하다”고 말했다.
아울러 “국립생물자원관은 국가 생물자원의 발굴과 보전에 그치지 않고 확보된 생물 소재가 바이오산업의 핵심 소재로 사용되고 다양한 연구자들에게 실질적으로 활용될 수 있는 이용기술 개발 등을 계속 추진하겠다”고 덧붙였다.
[교통뉴스 보도팀]
