새롭게 발견된 박테리아, 기후변화와 토양오염에 맞서다?

황원희 기자
eco@ecomedia.co.kr | 2020-02-25 16:47:06
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[환경미디어= 황원희 기자] 코넬대학 연구진에 따르면 새로운 종류의 토양 박테리아가 발견됐다고 밝혔다. 이는 코넬 대학 교수가 처음으로 발견한 것으로 특히 석탄, 가스, 기름, 폐기물 등이 연소될 때 방출되는 암을 유발하는 화학물질을 포함해 유기물을 분해하는 데 능숙한 것으로 코넬 대학 교수를 기리기 위해 이름이 명명됐다.

 

“미생물은 생명이 시작된 이래 거의 40억 년 동안 이곳에 있었다. 그들은 우리가 살고 있는 시스템을 만들었고 이를 지속시키고 있다”고 통합식물과학 대학의 토양과 농작물 과학 섹션의 미생물생태학과 댄 버클리 교수가 말했다.


버클리와 5명의 코넬 연구원들은 라이커밍 대학의 동료들과 함께 2월 6일 국제 체계 및 진화 저널에 발표한 논문 “산성 산림 토양에서 격리된 페놀산 분해 박테리아, 파라버콜데리아 매드세니아나(Paraburkholderia madseniana) sp. nov.” 에서 새로운 박테리아에 대해 설명했다.  

 

새롭게 명명된 박테리아 매드세니아나는 작고한 진 매드센(Gene Madsen) 교수를 기린 것으로  그는 이 연구를 시작한 장본인이었다. 하지만 지난 2017년 박테리아를 발견하기 전 세상을 떠났다. 

 

인간을 포함한 모든 식물과 동물들은 우리가 음식을 소화시키고 감염과 싸우는 데 도움을 주는 우호적인 박테리아들의 집합체이다. 토양에 사는 박테리아는 식물이 자라고, 스트레스에 대처하고 해충을 퇴치하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라 기후 변화를 이해하는 데도 필수적이다.
이번에 발견된 박테리아는 방향족 화합물을 저하시키는 능력과 어떤 종에서는 대기 질소를 고정시키는 뿌리 결절을 형성하는 능력을 가진 것으로 알려졌다. 종명인 매드세니아나는 환경 미생물학 분야에서 매드센이 남긴 유산을 반영한다.  

 

매드센 교수의 연구는 생분해성에 초점을 맞췄다. 미생물이 오염된 토양에서 오염물질을 분해하는 데 작용하는 역할은 PAHs(다환 방향족 탄화수소)라고 불리는 유기오염물질에 특별히 초점을 맞추고 있다. 그의 작업은 오염된 토양을 쉽게 파내고 제거할 수 없는 지역에서 유해 폐기물을 처리할 수 있는 자연적인 도구를 제공하는 것으로 획기적이라 할 수 있다. 

 

이 작업은 코넬 식물원이 관리하는 자연지역인 터키 힐에 있는 코넬 실험산림에서 시작됐다. 매드센은 숲의 토양에서 새로운 박테리아를 분리했다. 버클리의 연구진은 이 프로젝트를 완성시켰다. 

 

첫 번째 단계는 박테리아의 리보솜 RNA 유전자를 배열하는 것이었는데 RNA유전자는 매드세니아나가 독특한 종이라는 것을 증명했다. 새로운 박테리아를 연구하면서 연구진은 매드세니아나가 특별히 식물 바이오매스와 토양 유기체의 주요 성분인 목질소를 구성하는 방향족 탄화수소를 분해하는 데 능숙하다는 점을 발견했다. 방향족 탄화수소는 유독성 PAH 오염에서도 발견된다. 이는 새로 확인된 박테리아가 생물분해 연구의 후보가 될 수 있고, 토양 탄소 순환의 중요한 주체가 될 수 있다는 것을 의미한다.  

 

버클리 연구진은 지구와 대기를 통과하는 자연적인 탄소순환에서 박테리아의 역할에 초점을 맞췄는데 과학자들은 이 박테리아가 과도한 인간 탄소 배출로 인해 궤도에서 벗어났다고 말한다.  

 

 매드세니아나의 경우, 버클리의 연구소는 박테리아와 숲과 나무 사이의 공생관계에 대해 더 알고자 했으며 초기연구에 따르면 나무는 박테리아에 탄소를 공급하고 박테리아는 토양 유기물질을 분해해 나무의 질소와 인과 같은 영양분을 방출한다는 것을 알아냈다. 이렇듯 박테리아가 어떻게 토양에서 탄소를 분해하는지를 알아내는 것은 토양의 지속가능성과 지구 기후의 미래를 예측하는 능력의 열쇠가 될 수 있다.
 

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