韓과학자 주도 미생물 개발 눈길
유전자 변형 고초균, TPU에 혼합5개월 내 ‘90% 이상’ 생분해 효과
![고온에서도 살아남도록 유전자 변형한 고초균(오른쪽)을 삽입한 생분해성 폴리우레탄(TPU). UCSD 제공](https://img.seoul.co.kr/img/upload/2024/05/01/SSC_20240501181808_O2.jpg)
UCSD 제공
![고온에서도 살아남도록 유전자 변형한 고초균(오른쪽)을 삽입한 생분해성 폴리우레탄(TPU). UCSD 제공](https://img.seoul.co.kr//img/upload/2024/05/01/SSC_20240501181808.jpg)
고온에서도 살아남도록 유전자 변형한 고초균(오른쪽)을 삽입한 생분해성 폴리우레탄(TPU).
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플라스틱 쓰레기가 증가하면서 미세플라스틱의 폐해도 커지고 있다. 크기가 5㎜ 이하인 미세플라스틱은 하수처리 과정에서도 걸러지지 않아 하수구를 통해 그대로 강과 바다로 흘러간다. 코로나19 이후 급증한 플라스틱 용기와 마스크 등 폐플라스틱이 바다로 들어가 햇빛이나 바닷물의 염분으로 마모돼 부서지면서 벌써 미세플라스틱 오염은 심각한 상태에 이르고 있다. 미세플라스틱은 토양, 표층수, 바다로 흘러 들어가 먹이피라미드 가장 아래쪽에 있는 생물들이 섭취한 뒤 먹이사슬을 따라 최종 소비자인 사람에게 전달돼 축적될 가능성도 크다.
이런 가운데 한국인 과학자가 주도한 연구팀이 플라스틱 고분자 물질을 빠르게 분해하는 미생물을 개발해 눈길을 끈다.
![제1 저자인 한국인 과학자 김한솔 UCSD 박사가 고초균을 포함한 생분해성 열가소성 폴리우레탄을 늘리고 있다. 이번에 개발한 플라스틱은 기존의 열가소성 폴리우레탄보다 약 40% 더 강하고 탄력이 우수한 것으로 확인됐다. UCSD 제공](https://img.seoul.co.kr/img/upload/2024/05/01/SSC_20240501181810_O2.jpg)
UCSD 제공
![제1 저자인 한국인 과학자 김한솔 UCSD 박사가 고초균을 포함한 생분해성 열가소성 폴리우레탄을 늘리고 있다. 이번에 개발한 플라스틱은 기존의 열가소성 폴리우레탄보다 약 40% 더 강하고 탄력이 우수한 것으로 확인됐다. UCSD 제공](https://img.seoul.co.kr//img/upload/2024/05/01/SSC_20240501181810.jpg)
제1 저자인 한국인 과학자 김한솔 UCSD 박사가 고초균을 포함한 생분해성 열가소성 폴리우레탄을 늘리고 있다. 이번에 개발한 플라스틱은 기존의 열가소성 폴리우레탄보다 약 40% 더 강하고 탄력이 우수한 것으로 확인됐다.
UCSD 제공
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열가소성 폴리우레탄(TPU)은 고무와 플라스틱의 장점을 모두 가진 고분자 물질로 휴대전화 케이스, 신발, 바닥 매트, 쿠션, 메모리폼, 자동차 부품 등 다양한 용도로 쓰인다. 그러나 현재로서는 TPU를 재활용할 수 있는 방법이 없어 수명이 다하면 고스란히 폐기물로 버려진다. 생분해성 폴리우레탄을 개발하기 위한 연구는 많지만 지금까지 나온 것들은 플라스틱으로서 고유한 특성이 손상되기 때문에 산업용으로 활용되지 못하고 있다.
연구팀은 몇 가지 박테리아 균주를 확보해 TPU를 유일한 에너지원으로 사용하는 능력과 성장 속도를 평가했다.
그 결과로 얻은 것이 고초균(바실루스 서브틸리스)이다. 고초균은 공기, 마른 풀, 하수, 토양에 흔히 존재하는 호기성 세균으로 콩을 발효시킨 메주나 낫토를 만드는 데 중요한 역할을 한다. 더군다나 고초균 포자들은 인간과 동물에게 대체로 무해하다는 장점이 있다.
연구팀은 고초균이 플라스틱 생산 온도인 135도에서도 완벽하게 살아남을 수 있도록 유전자를 변형했다. 유전자 변형 고초균 포자와 TPU 조각을 플라스틱 압출기에 넣고 녹인 뒤 신개념 생분해성 플라스틱을 만들었다.
![고초균을 삽입한 생분해성 폴리우레탄을 적정한 온도와 습도 환경에 노출하면 5개월 만에 90% 이상 분해된다. UCSD 제공](https://img.seoul.co.kr/img/upload/2024/05/01/SSC_20240501181820_O2.png)
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![고초균을 삽입한 생분해성 폴리우레탄을 적정한 온도와 습도 환경에 노출하면 5개월 만에 90% 이상 분해된다. UCSD 제공](https://img.seoul.co.kr//img/upload/2024/05/01/SSC_20240501181820.png)
고초균을 삽입한 생분해성 폴리우레탄을 적정한 온도와 습도 환경에 노출하면 5개월 만에 90% 이상 분해된다.
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조나단 포코르스키 UCSD 재료과학연구센터 교수는 “이번에 개발한 새로운 유형의 바이오 플라스틱은 플라스틱 산업의 환경 발자국을 줄이는 데 도움이 될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 포코르스키 교수는 “이번에 개발한 생분해성 플라스틱처럼 외부에서 미생물을 추가 투입하지 않고도 스스로 분해될 수 있는 기술은 플라스틱 처리에 있어 다양하게 쓰일 수 있을 것으로 생각한다”고 덧붙였다.
유용하 과학전문기자
2024-05-02 21면