'세균'으로 온실가스 줄인다... '메탄자화균' 분포도 높이는 기술 개발

(출처 = 클립아트코리아)

 

 

[위즈경제] 김영진 기자 = 메탄자화균, 온실가스 중 하나인 메탄을 알코올로 분해시키는 세균입니다. 메탄을 산화시켜 탄소원과 에너지원으로 이용하기 때문에, ‘생물학적 온실가스 저감’의 방법으로서 거론되고 있는데요.

 

다만, 단점이 있습니다. 습지 등 토양으로부터 메탄자화균의 개체수도 적어 직접적인 분리가 어렵다는 건데요.

 

이에 국립생물자원관은 박희등 고려대 교수 연구진과 함께 미생물군집내 메탄자화균의 분포도를 높일 수 있는 방법을 연구했습니다. 그 결과, 메탄 가스 주입막을 이용해 메탄자화균이 최대 80%까지 분포하는 농화배양기술을 개발했습니다. 지난 4월에 특허출원을 이미 완료했는데요.

 

★농화배양: 특정 미생물이 선호하는 영양성분이나 환경조건을 제공해 선택적으로 증가시키는 방법

 

지난 2021년, 메탄자화균은 우리나라의 대표적인 이탄습지인 울산광역시 울주군의 무체지늪에서 발견되었습니다. 환경부 소속 국립생물자원관과 윤석환 카이스트 교수진이 협력하여 발견한 메탄자화균은 2균주입니다.

 

 

메탄자화균 중 하나인 '메틸로시스티스 MJC1의 주사전자현미경 사진(좌)과 액체배양된 메탄자화균(우)

 

 

‘메틸로모나스 JS1’과 ‘메틸로시스티스 MJC1’으로 메탄을 분해하는 온실가스 저감 능력 뿐만 아니라 염화비닐에 대한 분해능력도 확인되었습니다. 이러한 이점에 힘입어 당시 생물산업계에서는 메탄자화균을 이용하여 생물고분자(바이오폴리머)를 생산하는 등 고부가가치 산물로 전환하기 위한 연구가 활발히 추진되었는데요.

 

★이탄습지: 죽은 식물이 미생물 분해가 이루어지지 않은 상태에서 쌓여 ‘이탄층’이 형성되고, 이탄층이 존재하는 습지를 이탄습지로 부름

 

하지만, 메탄자화균이 발견된 이탄습지는 기후변화로 인해 몸살을 앓고 있는 데다가, 그곳에서 발생하는 메탄자화균 자체의 분포도도 높지 않습니다. 이에 연구진은 생물막 반응기(Membrane Biofilm Reactor)를 이용하여, 메탄을 먹이로 하는 미생물만 막 표면에 부착하여 메탄자화균을 성장시키는 방법을 만들어냈습니다.

 

메탄의 주입 속도 등 운영 조건에 따라 여러 종류의 메탄자화균을 선택적으로 증가시킬 수 있다는 것도 확인했는데요. 이에 대해 국립생물자원관은 “본 연구결과로 분리된 메탄자화군집을 이용하여 고효율 메탄자화균 분리 및 메탄 저감을 위한 군집 접종에 이용할 수 있다”고 설명했습니다.

 

정복철 국립생물자원관 생물자원활용부장 曰 “온실가스 저감을 위해 다양한 메탄자화균을 확보하고 메탄을 유기산 등 유용물질로 전환하는 후속 연구를 계속 진행할 계획이다. 앞으로도 우리나라 생물자원의 특성을 분석하여 온실가스 저감에 노력을 이어 나갈 예정이다”