'꿀벌해충인 나방에서 플라스틱 분해 실마리 찾았다
'꿀벌해충인 나방에서 플라스틱 분해 실마리 찾았다
  • 문병도 기자
  • 승인 2019.03.06 22:27
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류충민 생명공학연구원 연구원 연구팀
꿀벌부채명나방 애벌레 <사진제공=생명공학연구원>

[뉴스웍스=문병도 기자] 곤충의 효소로 플라스틱을 분해할 수 있다는 사실이 밝혀졌다.

류충민 한국생명공학연구원은 감염병연구센터 박사팀이 꿀벌해충인 '꿀벌부채명나방'에서 플라스틱 분해 효소를 찾아냈다고 6일 발표했다.

연구팀에 따르면 병원성세균의 동물 모델로 사용되는 꿀벌부채명나방은 꿀벌에 기생하면서 꿀벌집의 구성물질인 왁스를 분해하는 곤충이다.

이 나방은 손으로 잡을 수 있고 가격이 싸며 인체 병원균이 자라는 37도에서 잘 자라 항생제내성 세균인 슈퍼박테리아 연구에 중요한 동물 모델로 사용되고 있다.

연구팀은 꿀벌부채명나방이 벌집을 먹이로 삼는다는 점에서 아이디어를 얻어 이번 연구를 착수했다.

벌집은 왁스라는 물질로 구성돼 있으며 왁스의 화학적 구조는 플라스틱의 주원료인 폴리에틸렌과 유사하다.

꿀벌부채명나방이 플라스틱을 부셔 먹은 후 장내에서 소화를 시켜 분해한다는 사실은 알려져 있다.

하지만 기존 연구에서는 플라스틱이 꿀벌부채명나방의 장내미생물에 의해 분해된다는 것이 정설이었으나 이번 연구에서는 항생제를 이용해 나방의 장내 미생물을 모두 제거한 후에도 동일하게 플라스틱을 분해한다는 사실을 새롭게 발견했다.

류 박사팀은 장내 미생물을 모두 제거한 상태서 나방에 왁스와 플라스틱을 먹인 결과 이들이 모두 분해된 것을 확인하고 곤충장내에서 특별하게 만들어지는 단백질을 분석했다.

그 결과 왁스와 플라스틱을 분해할 때 만들어지는 다량의 효소 '에스터라아제', '라이페이즈', '시토크롬 P450'가 존재하는 것을 찾아 냈다.

이들 효소가 미생물이 없어도 플라스틱을 분석한다는 사실 규명은 이번이 세계 처음이다.

울산과기대의 박종화 박사팀과 함께 꿀벌부채명나방의 전체유전자 지도를 작성하고 해당 유전체분석을 통해 꿀벌부채명나방이 다른 비슷한 곤충과 비교해 왁스 분해 효소의 종류와 유전자의 개수가 확장돼 있다는 것도 확인했다.

연구팀은 해당 연구성과에 대한 후속 연구로 효소의 후보군을 효모에서 과발현시켜 플라스틱 분해 방법을 찾기 위한 연구를 진행중이다.

류충민 박사는 "플라스틱 중에서 가장 많은 부분을 차지하는 폴리에틸렌을 분해하는 미생물이나 효소가 알려지지 않았는데 이를 분해할 수 있는 곤충 효소를 세계 최초로 발견했다"면서 "꿀벌부채명나방 유래 효소를 이용한다면 효율적으로 플라스틱을 분해할 수 있는 새로운 기술을 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다"고 말했다.

이번 연구결과는 생물학 분야의 세계적 저널인 셀 리포트온라인판에 최근 게재됐다.

류충민 연구원 <사진제공=생명공학연구원>
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