바이오인

미세플라스틱, 지렁이도 감염에 취약하게 한다

- 토양서식 생물체 대상 면역독성 규명…식균작용 감소 확인 -

□ 미세플라스틱으로 오염된 토양에서는 생물체의 면역력이 약해질 수 있다는 연구 결과가 밝혀져 주목된다.

□ 한국연구재단(이사장 홍원화)은 건국대학교 안윤주 교수 연구팀과 연세대학교 현영민 교수 연구팀이 미세플라스틱에 노출된 지렁이가 감염에 취약하다는 사실을 공동연구를 통해 확인했다고 밝혔다.

□ 다양한 박테리아가 서식하는 토양의 환경에서 서식하는 지렁이 역시 인간처럼 면역기능이 정상적이어야만 토양 생태계에서의 역할을 잘 수행할 수 있다.

⃝  현재 미세플라스틱 토양오염을 고려한 환경독성평가 연구들이 증가하고 있지만, 토양생물 영양단계에서 중요한 역할을 하는 지렁이를 포함한 토양 서식 생물체에서의 면역독성을 규명한 연구는 매우 제한적인 상황이다.

⃝   더욱이 면역세포의 주요 기능 중 병원균에 대한 식세포작용(phagocytosis)* 변화 여부에 대해서는 밝혀진 바가 없다.

* 식세포작용(phagocytosis) : 살아있는 식세포가 체내의 이물질, 외부에서 들어온 바이러스나 세균 따위를 섭취하여 이들을 제거하는 작용으로 식균작용이라고도 한다.

□연구팀은 국내 서식종인 붉은줄 지렁이를 대상으로 1μm(마이크로미터) 폴리스티렌(polystyrene) 미세플라스틱에 노출될 경우, 면역세포 식균작용 및 음세포작용* 변화가 어떻게 일어나는지를 확인했다.

* 음세포작용 : 어떤 세포에서는 식세포작용과 같은 일이 액체 물질에 대해 이루어져 이들을 세포 내로 받아들이는데, 이것을 음세포작용이라고 한다.

⃝ 먼저 형광도립현미경을 이용해 생체 외 노출 환경에서 지렁이 면역세포 중 아메보사이트(amoebocytes)*가 미세플라스틱을 30분 내로 내제화하는 것을 관찰했다.

* 아메보사이트(amoebocytes) : 아메바세포. 동물의 체액, 혈구 또는 다른 조직에 나타나는 세포이다.

⃝ 지렁이 면역세포가 24시간 동안 미세플라스틱에 노출될 경우, 세포사멸 영향은 없었으나 토양에서도 검출되는 병원균인 대장균에 대한 식균작용이 노출농도 1mg/L에서부터 유의하게 감소하는 것으로 나타났다.

⃝ 토양 실험에서도 0.1%의 농도로 미세플라스틱에 오염된 토양에서 지렁이가 2주간 노출되자 생존율에는 영향이 없었으나, 면역세포가 식균작용 및 음세포작용에서 각각 대조군(100%) 대비 40%, 29% 감소한 것으로 확인됐다.

□ 안윤주 교수는 “본 연구는 미세플라스틱으로 오염된 토양에서 지렁이 면역세포가 병원균을 적극적으로 제거하는 능력인 식균작용을 떨어뜨린다는 것을 최초로 보고한 것으로 과학적 의미가 있다”고 밝혔다.

□ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업, 세종과학펠로우십사업 및 집단연구사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 환경과학분야 국제학술지 ‘저널 오브 해저더스 머티리얼즈(Journal of Hazardous Materials)’에 3월 20일 온라인판에 게재되었다.

(그림) 생체 외 시험(in vitro assay) 및 토양 생물검정시험(soil bioassay)에 기반한 미세플라스틱의 지렁이 생태독성 연구를 수행한 결과, 지렁이 면역세포의 면역기능 중 식균작용(phagocytosis)과 음세포작용(pinocytosis)에 미치는 유해한 영향이 관찰되었다.

그림설명 및 그림제공 : 건국대학교 안윤주 교수

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