한국원자력연구원, 미생물로 합성 염료·폐플라스틱 분해하는 친환경 기술 개발

• 난분해성 오염물질 정화용 균주 개발
• 자원순환 기술 개발·실용화 기대 –

산업활동에서 배출되는 합성 염료와 폐플라스틱 등의 독성 물질은 자연 분해가 어려워 환경오염과 건강 문제를 유발한다. 기존 화학적 처리 방식은 2차 오염을 초래할 수 있어 친환경 기술 개발이 요구되는 상황에서, 국내 연구진이 난분해성 오염물질을 제거할 수 있는 고효율 친환경 미생물을 개발해 주목받고 있다.

한국원자력연구원 첨단방사선연구소는 과학기술정보통신부 방사선 이용 기술개발 사업의 지원을 받아, 방사선을 활용해 난분해성 오염물질을 친환경적으로 제거할 수 있는 균주를 개발했다고 20일 밝혔다.

연구팀은 특정 박테리아가 생성하는 ‘락카아제(laccase)’ 효소가 오염물질을 분해하는 원리에 주목했다. 기존 연구에서는 락카아제를 직접 개량하여 정화 효율을 높였으나, 개발 과정이 복잡하고 많은 시간이 소요된다는 단점이 있었다. 이에 연구진은 락카아제 활성을 촉진하는 구리이온을 활용하는 방식으로 접근했다.

연구팀은 락카아제를 보유한 균주(MBLB0692)의 구리이온 내성을 높이기 위해 방사선 기술을 적용했다. 감마선 조사시설을 활용해 균주의 유전자를 변이시키는 방식으로, 일반적으로 생존이 어려운 10mM(약 600mg)의 고농도 구리이온 환경에서도 생장할 수 있도록 개량했다. 그 결과, 새롭게 개발된 균주는 기존 대비 락카아제 활성도가 2.6배 향상되었으며, 다양한 합성 염료를 더 빠르고 효과적으로 분해하는 것으로 확인됐다.

연구진은 앞으로 해당 균주를 활용해 폐플라스틱을 분해하는 기술을 개발하는 한편, 재활용 가능한 플라스틱 등 유용한 기능성 소재를 생산할 수 있는 미생물을 추가로 연구해 자원순환 기술을 더욱 고도화할 계획이다.

이번 연구 성과는 환경 분야 국제학술지 Environmental Research(2025년 3월호)에 게재되었으며, 연구팀은 이를 통해 지속 가능한 친환경 오염물질 처리 기술을 확립할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

김지윤 기자/ hello@sciencewave.kr