환경데일리 - 강 속 세균으로 ′제약 바이오 화학′산업 판도 급물살

낙동강생물자원관, 절대혐기성 담수세균 16종 발견
대체에너지, 방제제 등 원천소재로 활용가치 높아
바이오 제약 의학 등 활용 위해 6월부터 분양 예정
농진청, 농업과학원, 수산과학원 등 60개 기업 군침

[환경데일리 한영익 기자]하천이나 주변 토양 속에 서식하는 무해한 세균들이 유해한 해충박멸이나 오염물질을 줄이는데 쓰일 수 있다는 주장이 나왔다.

국립낙동강생물자원관은 5일 '2017년 담수생물조사·발굴사업'의 하나로 남한강 일대의 지천 및 토양에서 미기록종 절대혐기성 세균 16종을 발견했다고 밝혔다.

알려진대로 절대혐기성 세균은 산소 대신 질소, 이산화탄소 등을 이용해 생장하는 세균으로 오히려 산소가 있으면 살 수가 없어 일반 세균에 비해 발견하기가 어려운 것으로 알려져 있다.

현재까지 우리나라에서 절대혐기성 세균은 활성슬러지, 동물의 분변 및 내장기관에서 주로 발굴됐다. 이번 연구성과는 국내 담수생태계에서 그동안 발굴되지 않았던 절대혐기성 세균을 대량 발굴했다는 점에서 큰 의의가 있다.

절대혐기성 세균 16종은 클로스트리디움 속 미기록종 10종을 포함 박테로이데스 1종, 카르노박테리움, 프리보텔라, 파라클로스트리디움, 롬보우치아, 큐티박테리움 등이다.

▲절대혐기성 세균 발견지점은 서울에서 가까운 팔당호 인근 신내천, 남한강 여주, 충주호 일대 등에서 나왔다.

가장 많은 종류를 차지한 클로스트리디움 속은 바이오수소, 에탄올, 부탄올, 아세트산 등 대체에너지의 원료를 생산하는데 이용하는 혐기성 세균을 포함하고 있어서 활용 가치가 높다.

클로스트리디움은 1880년 폴란드의 프라즈모프스키가 최초로 발견한 혐기성 세균 속이며 현재 220여 개의 종이 보고됐다. 일반적으로 널리 알려진 이 속의 세균은 보툴리눔 독소를 만드는 보툴리눔 종, 장염을 일으키는 디피실 종이다.

자연계의 클로스트리디움은 혐기성 환경에서 물질 분해에 관여하고 있다. 이번에 발견된 10종의 클로스트리디움 미기록종은 유기폐기물 등을 분해능력이 뛰어나 수소를 생산하는 베이저린키 균, 부틸산을 생산하는 뷰티리컴 균, 부탄올을 생산하는 사카로퍼뷰틸아세토니컴 등을 포함하고 있다.

클로스트리디움 베이저린키 균은 음식물 쓰레기 1g을 분해해 128ml의 수소 생산, 파스퇴리아눔 균은 녹말 1g을 분해 106ml 수소 생산이 가능하다.

▲절대혐기성 세균 미기록종

롬보우치아, 카르노박테리움, 박테로이데스, 프리보텔라 속은 자일란, 셀룰로스와 같은 고분자 탄수화물을 발효해 유기산이나 알콜을 생산하는 혐기성 세균이다.

파라클로스트리디움 속에 해당하는 비퍼멘탄스 균은 모기유충에 치명적인 독소단백질을 발현시키는 것으로 알려져 있다. 1993년 미국을 시작으로 인도, 중국에 이르기까지 여러나라에서 모기 유충을 죽이는 원료로 생산하고 있어 친환경적으로 해충을 제거할 수 있는 신소재로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

우리 보다 앞선 미국, 중국, 인도는 1993년부터 2005년까지 각각 파라클로스트리디움 비퍼멘탄스 이용한 BTiMosquito Dunks, Bio-pesticide larvicide mosquito killing, Bacto Power를 개발한 상태다.

낙동강생물자원관은 16종 세균들이 활용도가 높기 때문에 남한강 등의 담수환경이 생물자원의 서식지 보호 등 특별한 후속조치를 필요하다고 밝혔다.

이번에 발견된 카르노박테리움 말타로마티컴은 우유와 치즈에서 발견되는 유산균이며 브리 치즈, 모짜렐라 치즈의 숙성과 연관된 혐기성 발효세균이다. 박테로이데스와 프리보텔라 속의 세균은 인간과 동물의 장내 마이크로바이옴에서 주로 발견되는 세균으로서 음식물의 소화와 체중조절에 관련된 세균으로 알려져 있다.

▲절대혐기성 세균 미기록종

이들 속의 미기록종은 퇴적토에 존재하는 고분자 탄수화물을 발효해 유기물질을 분해하는 기능을 할 것이라 예상된다.

한편 16종 세균들은 생물자원은행(http://fbcc.nnibr.re.kr)을 통해 올 6월부터 산업계 및 학계 등의 연구 기관에 분양될 예정이다. 이에 따라 농촌진흥청 국립농업과학원, 국립수산과학원, 화이자, 한국머크, 한독약품, 유한양행, 서울대, 전남대, 부경대, 삼성, LG, SK, 샘표, SPC, CJ 등 50여 곳에서 관심을 가진 것으로 알려졌다. 

친환경 생명공학기업 바이오넬 관계자는 "미생물계는 사람에게 이로운 발효, 자연에게 무해한 분해를 비롯 식품, 토양관리, 농업생산증대, 폐수처리, 난분해, 독성물질 분해, 유제품 가공은 물론 멀리 수생물까지도 폭넓게 쓰임이 크기때문에 자연 훼손이나 독성물질을 방류나 비산시키는 건 인류를 멸망으로 가는 지름길"이라고 말했다.

이욱재 국립낙동강생물자원관 담수생물연구본부장은 "담수환경 절대혐기성 세균은 그동안 미개척 분야로, 바이오산업 원천소재로서의 가치가 높아 향후 지속적이고 심층적으로 연구를 확대할 계획"이라고 밝혔다.

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