환경부 소속 국립생물자원관은 여름철 녹조 발생의 주요 원인인 남세균을 사멸시키는 자생 미생물을 최근 발견했다고 밝혔다.

이번에 발견한 미생물은 다이노코쿠스 메탈릴라투스(Deinococcus metalliatus MA1002)로 남세균인 마이크로시스티스 에르기노사 (Microsistis aeruginosa)를 사멸시키는 다이노잔틴(Deinoxanthin) 화합물을 생산한다.

▲ 다이노잔틴 화합물이 처리된 마이크로시스티스 에르기노사의 주사 전자현미경 사진. 다이노잔틴 화합물 처리 후 36시간(좌), 336시간(우). 고유의 구형 모양이 부정형으로 변하는 모습과 시간에 따라 완전히 분해된 세포벽의 모습

국립생물자원관은 2018년부터 박우준 고려대 교수진과 공동 연구를 통해 다이노잔틴을 생성하는 다이노코쿠스 메탈릴라투스를 찾아냈다.

연구진은 다이노코쿠스 메탈릴라투스는 비병원성 미생물로 담수, 바위 등 다양한 곳에서 서식하며, 연구진은 생활환경에서 유용한 균주를 찾던 중 자동차의 에어컨 시스템에서 이 미생물을 분리했다.

▲ 다이노잔틴 화합물 처리 후 남세균의 생장 비율.

연구진은 다이노코쿠스 메탈릴라투스가 생산하는 다이노잔틴 화합물을 저농도(25ppm)로 녹조를 유발하는 남세균(마이크로시스티스 에르기노사)에 5일간 처리한 결과, 남세균을 80% 이상 사멸시키는 것으로 나타났다.

연구진은 기능성 연구를 통해 다이노잔틴 화합물이 남세균의 세포벽을 분해하여 직접 사멸시키는 것을 확인했다.

이번 연구는 비병원성 미생물에서 유래한 화합물이 녹조 발생의 주요 원인인 남세균을 억제할 수 있다데 의미가 있다.

▲ 대두박(Soybean meal)을 이용한 다이노코쿠스 생장. 일반적인 미생물배양 실험에 사용되는 고영양 배지인 trpytone yeast glucoes(TYG) 배지를 활용한 생장과 비교한 모습.

아울러 연구진은 가격이 저렴한 농업부산물인 ‘콩기름찌꺼기(대두박)’을 활용하여 다이노코쿠스 메탈릴라투스를 대량으로 배양할 수 있는 방법도 개발해 경제성을 갖춘 친환경 녹조저감 기술개발에 활용할 수 있을 것으로 보인다.

연구진은 다이노잔틴 화합물의 현장 적용을 위해 추가 연구를 진행하고 있다.

최종원 국립생물자원관 생물자원활용부장은 “이번 자생 미생물 활용 연구 결과를 토대로 후속 연구를 진행하여 녹조 문제 해결책을 찾는데 기여할 것”이라고 밝혔다.