바이오인

연구자들은 독성 요소인 비소(As)를 안전하게 흡수하는 식물을 만들어 이를 인간이 이용할 수 없을 정도로
오염된 토양을 회복시키는데 이용하기를 희망해 왔다. 유전 기술은 화학적 오염물질을 흡수하는 새로운 생
물학적 도구를 생산할 수 있다고 흔히들 말한다.

오염된 토양을 청소하는데 독소 흡착 식물을 이용하는 기술(phytoremediation)이 새로운 것은 아니지만 독
성이 있는 곳에서 자연적으로 번식하는 식물은 거의 없다.

University of Georgia in Athens의 연구자들은 애기장대풀(Arabidopsis thaliana)에 두 개의 박테리아 유
전자를 삽입함으로써 비소로 오염된 토양에 내성이 있을 뿐 아니라 독성을 흡착하고 잎에 저장하는 식물을
만들었다. 대장균에서 나온 이 유전자는 비소화합물을 분해하여 잘 흡수될 수 있도록 하는 효소를 만든다.

어떤 식물은 1 에이커의 땅에 연간 1억 마일의 뿌리가 자라기도 하며, 이때 땅위로 비소를 끌어 올려 토양
에 축적시킨다고 연구 팀장인 Richard Meagher박사는 말한다. 또한 2-3년 안에 오염된 부분을 정화시킬 수
있는 식물을 개발하는 것이 가능하다고 말한다.

비소는 자연적으로 발생하지만 채광, 산업 폐기물 또는 토양 표면에 고인 물에 위험한 수준으로까지 농축된
다. 게다가 적은 양으로 암을 발생시키거나 신경계을 손상시킨다. 지하수로부터의 오염은 특히 방글라데시
나 서부 벵갈의 인디안 주에서 심각한데, 수백만의 사람들이 비소 중독으로 고통을 받는다.

비소, 카드뮴, 수은, 구리 및 아연과 같은 중금속 오염원은 비독성 형태로 분해되지 않는다. 따라서 토양에
서 이들을 제거하는 전통적인 방법은 오염부위를 파내어 다른 곳에 오염된 토양을 묻는 것이었다. 그러나
이것은 귀찮은 작업이며 환경을 파괴시키고, 1에이커당 수백만 달러의 비용이 든다.

그러나 일단 비소가 식물의 잎이나 줄기에 축적되면 이를 쉽게 수확하여 안전하게 소각할 수 있다.

Meagher박사는 그의 기술이 목화, 벼, 버드나무, sweet gum, 습지 잔디 그리고 수련과 같은 식물을 토양 정
화 기계로 바꾸는데 이용하고 싶어한다. 그러나 그는 독성 정화 식물들은 주의깊게 모니터링되어 동물사료
로 이용되는 것을 막아야 한다고 덧붙인다.

Bug wash
몇몇 연구자들은 유전적 선별 기술을 이용하여 박테리아를 선발, 우리가 해야 하는 지저분한 일에 이용하려
고 한다. - 예를 들자면 물에 녹아 있는 오염 물질들을 불용성으로 바꾸어서 걸러질 수 있도록 하는 것이
다.

민물 퇴적층 박테리아(Shewanella oneidensis)는 두 개의 독성 금속, 크롬과 우라늄뿐 아니라 그밖의 여러
가지 오염물질을 제거하여 정화시킬 수 있다고 Maryland의 Rockville에 있는 The Institute for Genomic
Research(TIGR)미생물 유전학자 John Heidelberg는 말한다.

그러나 몇가지 변형된 Shewanella박테리아는 오염원을 방출시킬 수 있다. 그래서 Heidelberg박사와 그의 동
료들은 약 5,000개의 Shewanella 유전자들의 염기서열을 분석하였다. Heidelberg박사는 연구자들이 현재 독
성을 방출하는 유전자를 찾아서 제거하고 있다고 했다.

재래식 정화법에 드는 높은 비용 때문에, 유전적으로 변형된 식물과 박테리아를 이용하는 것이 유일한 방
법일지 모른다고 펜실베니아 대학의 생화학자 Phil Rea박사는 말한다. 지난주 그는 필라델피아에서 식물
을 이용한 중금속 제거에 관한 첫 번째 협의회를 조직하였다.

-관련문헌-
1. Dhankher, O.P. et al. Engineering tolerance and hyperaccumulation of arsenic in plants by
combining arsenate reductase and (-glutamylcysteine synthetase expression. Nature Biotechnology,
Published online doi:10.1038/nbt747(2002).
2. Heidelberg, J. F. et al. Genome sequence of the dissimilatory metal ion-reducing bacterium
Shewanella oneidensis. Nature Biotechnology, Published online doi:10.1038/nbt749 (2002).

* 홈페이지 참조

(http://www.niab.go.kr)