천대화공학원이 플라스틱을 “식별”할 수 있는 혼합균 시스템을 개발하다

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출처: 문진, 작가: 장산
문진 기자 장산

마신 뒤 버려지는 생수병, 바다 속의 플라스틱 쓰레기들… 이러한 것들은 자연에서 분해되기 어려운 유해한 쓰레기들로, 지구의 환경을 위협합니다. 기존의 플라스틱 쓰레기 처리 방법들은 에너지 소비가 많고 오염도가 높습니다.최근 천진대학교 화공학과의 학부생 팀이 “혼합 세균 체계를 기반으로 한 고효율 플라스틱 생물분해 시스템”을 개발했습니다. 이 시스템은 세균에게 플라스틱을 먹이는 방식을 통해 플라스틱 쓰레기를 현장에서 분해할 수 있도록 합니다.이 연구 성과는 최근 미국 매사추세츠공과대학교가 주최한 2016 국제유전공학로봇디자인경진대회(iGEM)에서 금상을 수상했습니다. 　　혼합균 시스템은 인공적으로 설계된 박테리아의 조직 방식으로, 마치 박테리아의 ‘작은 사회’와 같아서 서로 다른 균종들이 각자의 역할을 수행합니다.시스템의 일부 박테리아는 플라스틱 속의 대분자를 소분자로 분해하고, 다른 박테리아들은 그 소분자를 흡수하거나 다른 유용한 물질로 전환시킨다. 　　“말은 쉽지만, 인간은 박테리아와 직접 ‘소통’할 수 없습니다. 언제 인공적으로 설계된 기능을 발휘해야 하는지 박테리아에게 알려줄 방법도 없죠. 게다가 서로 다른 박테리아 종들의 생존 능력에는 엄청난 차이가 있어서, 보통 우위에 있는 박테리아 종들이 다른 박테리아 종들의 영양분을 빼앗아 그들을 모두 제거해버리고, 결국 ‘하나만 독주’하는 상황이 됩니다.”프로젝트 팀원들이 말했습니다. 　　수백 번에 걸친 혼합균 실험을 통해 박테리아 배양 조건을 계속 탐색한 결과, 학생들은 마침내 서로 다른 균종들이 “평화롭게 공존”할 수 있는 혼합균 시스템을 개발하는 데 성공했습니다.그들은 혼합균 시스템에서 능숙하게 한 가지 대사 경로를 설계하여, 균들 간의 영양분 다툼을 줄이고 혼합균 시스템의 안정성을 확보했습니다.“이 혼합균 시스템은 일상생활에서 흔히 사용되는 플라스틱을 완전히 분해할 수 있습니다. 이 혼합균을 자연환경에 방출하기만 하면, 수천 년 동안 거의 변화가 없던 폴리에스터 플라스틱도 효과적으로 분해됩니다. 이를 통해 플라스틱 쓰레기를 그 자리에서 분해할 수 있을 것으로 기대됩니다.”프로젝트 팀원들이 말했습니다. 　　문진 편집자 조영