과학자들이 플라스틱을 먹을 수 있는 곰팡이를 발견했습니다

2023년 5월 12일

Matthew Agius는 Cosmos Magazine의 과학 작가입니다.

연구자들은 널리 사용되는 플라스틱을 먹는 곰팡이를 발견했으며 현재 그 과정을 확장하려고 노력하고 있습니다.

연구에서 연구된 곰팡이는 자연에서 흔히 발견되는 곰팡이(Aspergillus terreus, 토양 곰팡이, Engyodontium album)이며 플라스틱 분해를 돕는 특수 효소를 가지고 있습니다.

둘 다 포장, 자동차 부품, 배터리 제조에 사용되는 저렴하고 유연한 플라스틱인 폴리프로필렌을 분해할 수 있으며 다른 산업 제조에도 널리 사용됩니다.

특히 산업 분야에서 플라스틱 사용이 조만간 끝나지 않을 것 같습니다. 그러나 생태계 오염과 화석 석유 사용의 최종 산물인 플라스틱의 역할에 대한 대중의 인식이 높아짐에 따라 환경에 덜 영향을 미치는 재료에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

곰팡이가 플라스틱을 씹을 수 있는지 테스트하기 위해 연구자들은 폴리프로필렌 샘플을 열, 자외선 또는 펜톤 시약(과산화수소와 철의 용액)으로 전처리했습니다.

그런 다음 두 가지 곰팡이 중 하나를 단일 배양한 페트리 접시에 샘플을 추가하고 30일 및 90일 동안 배양했습니다.

한 달 만에 플라스틱의 5분의 1이 줄어들었습니다. 3개월 만에 4분의 1 이상이 사라졌습니다.

플라스틱을 소화하는 또 다른 박테리아가 오래된 미스터리를 푸는 열쇠가 될 수 있다

곰팡이에는 입이 없는데, 무엇이 플라스틱을 뚫고 '먹을' 수 있게 합니까? 시드니 연구실에서 관찰된 과정은 각 곰팡이가 생산하는 독특한 효소로 요약되며, 이는 폴리프로필렌을 곰팡이가 흡수할 수 있는 더 간단한 분자로 분해할 수 있게 해줍니다.

실험의 일부로 면밀히 연구되고 있는 것은 바로 이러한 효소들입니다.

알리 아바스(Ali Abbas) 교수의 감독 하에 시드니 대학교 화학 및 분자 공학부에서 실험을 수행한 아미라 파르자나 사마트(Amira Farzana Samat)는 “우리는 실제로 이 플라스틱을 분해하는 데 도움이 되는 이러한 효소가 얼마나 효과적인지 알고 싶습니다.”라고 말합니다.

"기본적으로 곰팡이가 생산할 수 있는 효소에는 여러 유형이 있지만 우리는 다른 많은 유형의 곰팡이에서 생산되는 것으로 알려진 이 특정 락타아제 효소에 중점을 둡니다."

초기 징후에 따르면 수소, 이산화탄소, 메탄은 곰팡이 잔치와 미세 크기의 플라스틱 조각에서 비롯된 것으로 나타났습니다.

Samat와 Abbas의 연구는 현재 실험실 규모이지만 초기 결과를 통해 향후 프로세스 규모가 확대될 것으로 기대하고 있습니다.

플라스틱 분해에 사용하기 안전한 자연 상태의 곰팡이를 식별하기 위해 대학의 균류학 전문가와 협력하면 바람직하지 않은 물질을 더 빠르고 효율적으로 씹을 수 있는 다른 잠재적 후보가 있을 가능성이 높습니다.

Abbas는 “이것을 상업적으로 구현하려면 몇 단계 남았습니다.”라고 말했습니다.

"이를 위해서는 약간의 화학 공정 엔지니어링이 필요하며 현재 이 프로세스를 파일럿 시설로 확장할 수 있도록 그렇게 하고 있습니다."

그들의 실험을 통해 대답할 수 있고 상업적 결과를 알릴 수도 있는 한 가지 질문은 곰팡이가 전혀 필요한지 여부입니다. 곰팡이가 생산하는 특정 효소가 변질의 원인인 경우 이러한 분자를 분리하는 것이 가능할 수 있습니다.

그러나 Samat은 다른 곰팡이 특성이 분해 과정에 도움이 된다면 그러한 움직임은 눈에 띄지 않는 단점을 가질 수 있다고 경고합니다. 이것이 그녀가 전체 생물학적 시스템을 사용하는 데 초점을 맞춘 이유입니다.

“우리는 도움이 될 수 있는 것이 특정 효소만이 아니라는 것을 알고 있기 때문에 전체 미생물을 사용하는 것이 실제로 더 효과적이라는 것을 확인했습니다. 다른 유형의 효소도 가능합니다.”라고 Samat은 말합니다.

“우리는 이 곰팡이가 생산할 수 있는 효소나 2차 대사산물을 추출할 수 있는 전체 실험 라인업을 갖고 있지 않습니다.

“언젠가 우리가 모든 것, 즉 모든 대사산물이나 효소를 결정하고 특히 다른 것들에 비해 더 많이 분해될 수 있는 것을 선택할 수 있게 된다면 그렇게 할 수도 있을 것입니다.