환경호르몬 분해시키는 유전자 변형 미생물 개발

기사입력 : 2009.10.16 20:48

국내 자생 버섯에 분자육종 기술을 도입 환경호르몬을 효과적으로 분해할 수 있는 우량균주가 개발되었다.

개발된 형질전환 미생물은 대표적인 환경호르몬으로 알려진 노닐페놀(Nonylphenol)을 약 80% 분해하여 독성을 20% 이하로 감소시켰다.

이 미생물은 국내 산림에 자생하는 버섯으로부터 리그닌 분해효소의 유전자를 분리하고 형질전환한 것으로 리그닌 분해능력이 야생버섯에 비해 3~4배 우수하였다.

개발된 우량균주는 생물학적 방법을 통한 친환경 환경복원 및 정화기술 개발에 사용될 것으로 기대된다.

환경호르몬은 페트병, 스티로폼, 비닐봉지, 장난감 등과 같이 우리가 흔히 사용하는 화학제품과 그것을 만드는 과정에서 방출되는 환경오염물질로, 분해가 안되고 아주 적은 양으로도 체내의 호르몬작용을 교란시켜 불임, 기형, 암 또는 아토피성 피부염 등의 병을 일으키는 매우 위험한 물질이다.

백색부후균은 리그닌을 분해하는 효소인 라카아제, 리그닌 퍼옥시다아제, 망간 퍼옥시다아제를 분비하여 리그닌과 화학구조가 비슷한 환경호르몬도 분해할 수 있다.

연구진은 백색부후균인 겨울우산버섯, 아교버섯, 구름버섯으로부터 리그닌 분해 효소인 라카아제(Laccase) 유전자 3개, 리그닌 퍼옥시다아제(Lignin peroxidase) 유전자 3개, 망간 퍼옥시다아제(MnP) 유전자 7개를 분리하였다.

리그닌 분해 효소를 많이 생산하는 버섯을 만들기 위해 버섯 균사에 세포벽 분해효소를 종류별로 처리 조건을 달리하여 원형질을 생성한 후 분리한 유전자를 끼워 넣는 방법으로 형질전환하였다.

또한, 형질전환 과정에는 원형질뿐만 아니라 원하는 유전자를 끼워 넣는 일종의 유전자의 집 역할을 하는 벡터가 필요한데 본 연구과정에서 형질전환 대상에 따라 다양하게 사용할 수 있는 16종의 벡터도 개발하였다.

개발된 형질전환 버섯의 라카아제 활성을 측정한 결과, 야생형 버섯에서는 배양 후 7일 이전까지는 라카아제 활성이 거의 없었으나 형질전환 버섯에서는 배양 후 4일부터 라카아제 활성이 나타나기 시작하여 배양기간을 단축시켰으며 야생형 버섯보다 3-4배 높은 활성을 나타내었다.

라카아제 유전자를 도입한 형질전환 버섯을 세제 등에 포함되어 있는 대표적인 환경호르몬인 노닐페놀(Nonylphenol)과 배양한 결과 약 80% 정도가 분해되었다. 그리고 환경호르몬의 대표적인 피해사례로 꼽히는 여성화의 척도인 에스트로겐(여성호르몬) 활성도 20% 이하로 감소되었다.

개발된 형질변형 미생물은 염료, 쓰레기 매립장 침출수, 농약 등 수많은 환경호르몬에 대한 분해 능력이 우수할 것으로 판단되므로, 환경호르몬 함유 폐수처리뿐만 아니라 농약 등으로 오염된 토양복원 분야에도 적용이 가능할 것이다.