플라스틱 오염에 해양 박테리아가 먹힌다 -홋카이도 대학과 미츠비시 축구 베팅 사이트 그룹의 공동 보도 자료-
2023년 10월 16일
해양 환경에서 자연적으로 제한된 정도로만 생분해되는 일반적인 폴리머 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)를 분해할 수 있는 박테리아는 이 폴리머를 재활용하는 향상된 방법으로 이어질 수 있습니다 이 박테리아의 잠재력과 PBS를 분해하는 효소 분자는 일본 미쓰비시 축구 베팅 사이트 그룹의 동료들과 협력하여 홋카이도 대학교 연구원들에 의해 발견되었습니다 팀은 환경 미생물학 저널에 결과를 발표했습니다
PBS는 육상에 폐기되거나 대기에 노출되면 생분해되기 때문에 일반적으로 친환경 폴리머로 간주됩니다 이로 인해 1990년대 초반부터 멀칭 필름, 퇴비화 가능한 가방, 케이터링 포장 등 산업용 플라스틱에 대한 사용이 증가했습니다 그러나 많은 버려진 플라스틱은 결국 바다로 흘러 들어가고 불행하게도 PBS는 그러한 환경에서 잘 생분해되지 않습니다
"해양의 플라스틱 오염은 세계적인 문제이며 우리는 그 환경에서의 플라스틱 행동에 대한 새로운 이해와 오염을 처리하기 위한 새로운 기술을 얻어 이를 해결해야 합니다"라고 홋카이도 대학 수산과학부 연구팀의 리더인 도모오 사와베(Tomoo Sawabe)는 말합니다
PBS를 생분해할 수 있는 소수의 해양 미생물만이 이전에 발견되었기 때문에 Sawabe와 그의 동료들은 더 나은 활동을 하는 다른 미생물을 찾으려고 노력했습니다
그들은 일본의 천연 해수에서 수집한 미생물이 PBS에 미치는 영향을 조사하여 이를 분해할 수 있는 여러 유형의 해양 박테리아를 식별할 수 있었습니다 그들은 또한 비브리오 루버(Vibrio ruber)라고 불리는 특정 박테리아 종에서 PBS를 분해하는 효소를 확인했습니다 그들은 효소의 이름을 PBSase로 명명했습니다
Vibrio ruber(왼쪽 하단)는 PBS를 분해하는 것으로 나타났습니다 (기무라 유타로 외, 환경 미생물학, 2023년 9월 29일)
그런 다음 그들은 분자 생물학적 기술을 사용하여 PBSase 유전자를 일반 박테리아인 Escherichia coli에 삽입하여 추가 연구를 위한 고도로 정제된 효소 샘플을 생성하기 위해 배양했습니다
"분자 수준에서 해수의 분해 메커니즘을 밝히는 것은 새로운 해양 생분해성 폴리머의 개발로 이어질 수 있습니다"라고 미쓰비시 축구 베팅 사이트 그룹 산하 미쓰비시 축구 베팅 사이트 회사에서 사와베의 협력자인 야스히토 야마모토는 말합니다 "이 효소는 수집된 폐플라스틱의 축구 베팅 사이트적 재활용을 위한 분해 촉진제나 촉매제로 사용될 수 있습니다"
또한 정제된 효소의 가용성으로 인해 연구자들은 그 구조를 조사할 수 있었으며, 시뮬레이션을 통해 이 효소가 또 다른 일반적인 폴리머를 분해하는 것으로 알려진 다른 효소인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 밀접하게 관련되어 있음을 시사했습니다
PBS는 육상에 폐기되거나 대기에 노출되면 생분해되기 때문에 일반적으로 친환경 폴리머로 간주됩니다 이로 인해 1990년대 초반부터 멀칭 필름, 퇴비화 가능한 가방, 케이터링 포장 등 산업용 플라스틱에 대한 사용이 증가했습니다 그러나 많은 버려진 플라스틱은 결국 바다로 흘러 들어가고 불행하게도 PBS는 그러한 환경에서 잘 생분해되지 않습니다
"해양의 플라스틱 오염은 세계적인 문제이며 우리는 그 환경에서의 플라스틱 행동에 대한 새로운 이해와 오염을 처리하기 위한 새로운 기술을 얻어 이를 해결해야 합니다"라고 홋카이도 대학 수산과학부 연구팀의 리더인 도모오 사와베(Tomoo Sawabe)는 말합니다
PBS를 생분해할 수 있는 소수의 해양 미생물만이 이전에 발견되었기 때문에 Sawabe와 그의 동료들은 더 나은 활동을 하는 다른 미생물을 찾으려고 노력했습니다
그들은 일본의 천연 해수에서 수집한 미생물이 PBS에 미치는 영향을 조사하여 이를 분해할 수 있는 여러 유형의 해양 박테리아를 식별할 수 있었습니다 그들은 또한 비브리오 루버(Vibrio ruber)라고 불리는 특정 박테리아 종에서 PBS를 분해하는 효소를 확인했습니다 그들은 효소의 이름을 PBSase로 명명했습니다
Vibrio ruber(왼쪽 하단)는 PBS를 분해하는 것으로 나타났습니다 (기무라 유타로 외, 환경 미생물학, 2023년 9월 29일)
그런 다음 그들은 분자 생물학적 기술을 사용하여 PBSase 유전자를 일반 박테리아인 Escherichia coli에 삽입하여 추가 연구를 위한 고도로 정제된 효소 샘플을 생성하기 위해 배양했습니다
"분자 수준에서 해수의 분해 메커니즘을 밝히는 것은 새로운 해양 생분해성 폴리머의 개발로 이어질 수 있습니다"라고 미쓰비시 축구 베팅 사이트 그룹 산하 미쓰비시 축구 베팅 사이트 회사에서 사와베의 협력자인 야스히토 야마모토는 말합니다 "이 효소는 수집된 폐플라스틱의 축구 베팅 사이트적 재활용을 위한 분해 촉진제나 촉매제로 사용될 수 있습니다"
또한 정제된 효소의 가용성으로 인해 연구자들은 그 구조를 조사할 수 있었으며, 시뮬레이션을 통해 이 효소가 또 다른 일반적인 폴리머를 분해하는 것으로 알려진 다른 효소인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 밀접하게 관련되어 있음을 시사했습니다
PBSase(핑크 골드 백본)와 PET 분해 효소 PET6(코발트 백본) 간의 단백질 구조 비교 촉매 중심은 자홍색과 녹색으로 표시됩니다 PET6의 PET 결합 잔기는 노란색으로 표시됩니다 (기무라 유타로 외, 환경 미생물학, 2023년 9월 29일)
"PET와 같은 다른 중합체를 분해하는 효소의 활동을 탐구함으로써 우리의 연구가 플라스틱 재활용 기술의 발전에 더욱 광범위하게 기여할 수 있기를 바랍니다"라고 Sawabe는 결론을 내립니다
이 연구는 육지와 바다에서의 생분해성 차이로 인해 발생하는 생분해성 폴리머 기술의 복잡성을 해결하려는 광범위한 노력의 일환입니다 다양한 환경에서 생분해성을 제어하는 요소에 대해 더 자세히 알아봄으로써 과학자들은 사용되는 환경과 사용 후 최종적으로 발생할 수 있는 환경에 가장 적합한 폴리머를 개발할 수 있기를 바랍니다
원본 기사:
Yutaro Kimura 외, 폴리부틸렌 숙신산염 플라스틱구에서 해양 비브리오의 새로운 플라스틱 분해 효소 유전자 발견에 대한 교훈 환경 미생물학, 2023년 9월 29일
DOI:10.1111/1462-2920.16512
Yutaro Kimura 외, 폴리부틸렌 숙신산염 플라스틱구에서 해양 비브리오의 새로운 플라스틱 분해 효소 유전자 발견에 대한 교훈 환경 미생물학, 2023년 9월 29일
DOI:10.1111/1462-2920.16512
