합성 박테리아로 폐플라스틱을 유용하게 바꾸다

미생물 군집으로 분해되는 플라스틱

[객원 에디터 6기 / 김려원 기자]  27일 미국 매사추세츠공대(MIT)와 어바나-샴페인 일리노이대 연구팀은 과학 저널 네이처 커뮤니케이션에서 유전자를 조작한 토양 박테리아를 사용해 폐플라스틱을 분해하고 이를 유용한 화학 물질 원료로 바꾸는 데 성공했다고 밝혔다.

플라스틱은 인류가 지구 환경에 가장 큰 영향을 미치는 ‘인류세’의 대표 물질로 뽑힌다. 대량으로 소비되는 플라스틱은 환경뿐만 아니라 동물과 인간에게도 큰 악영향을 끼쳐 큰 문제로 현재 자리 잡고 있다.

이때 연구팀은 이 문제를 극복하기 위해 엔지니어링 미생물을 사용해 폐플라스틱을 재활용할 수 있게 만드는 업사이클링이라는 방안을 제시했지만 아직까지는 복잡한 과정 때문에 풀지 못한 문제들이 많다고 말했다.

연구팀은 이 연구에서 각 구성 물질을 분해하는 미생물들을 이용해 폐플라스틱을 분해하고 유용한 재활용 물질로 변환하는 원리를 설계했다. 더 자세히는, 이들은 ‘슈도모나스 푸티다’라는 토양 박테리아의 유전자를 조작해 가장 흔한 플라스틱인 PET를 구성하는 테레프탈산(TPA)과 에틸렌글리콜(EG)을 분해하는 합성 박테리아 2종을 개발했다. 그리고 이 두 합성 박테리아를 군집으로 만들어 실험해 본 결과, 단일 균주로 사용했을 때보다 처리 효율도 더 뛰어나다는 것을 알아냈다.

이어 연구원들은 이 합성 박테리아 군집을 사용해 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)와 뮤코산 염(MA)으로 전환하고 이것으로 유용한 원료 물질인 폴리우레탄과 아디프산으로 만드는 데 성공했다고 밝혔다.

연구팀은 “이 연구 결과는 합성 박테리아 군집이 플라스틱 업사이클링과 환경 지속 가능성을 촉진하는 효과적인 플랫폼이 될 수 있음을 시사한다”라며 “이 연구의 기본 개념과 전략은 다른 유형 플라스틱 처리에도 적용될 수 있다”라고 말하며 이 연구로 인해 더 뻗어나갈 해결 방안 등에 대해 기대하는 모습을 보였다.