'해양 박테리아' 유전자 조작…이산화탄소 제거 2.6배 가속

유전자 조작 해양 박테리아가 암석 풍화를 2.6배 빠르게 만들어 대기 중 이산화탄소 제거 속도를 끌어올렸다.

31일(현지시간) 아졸라이프사이언시스에 따르면 하버드대 비스연구소와 하버드 의대, 스탠퍼드대 지속가능성대학 공동 연구팀은 해양 박테리아 '알테로모나스 마클레오디'를 유전자 조작해 규산염 광물의 풍화를 가속하는 데 성공했다.

연구 결과는 국제학술지 네이처 바이오테크놀로지에 게재됐다.

암석 풍화는 물과 공기, 생물에 노출된 암석과 광물이 분해·용해되는 현상으로, 지구 대기의 이산화탄소 농도를 조절하는 핵심 요인이다. 다만 자연 상태에서는 수십만 년에 걸쳐 진행돼 기후 해법으로 활용하기에는 속도가 너무 느리다.

연구팀은 규산염 광물인 감람석에서 철을 추출하는 '사이드로포어'라는 분자를 대량 생산하도록 박테리아를 설계했다. 자연 상태에서 철이 광물 표면에 녹으로 쌓이면 풍화가 느려지는데, 사이드로포어가 이 녹을 제거해 풍화를 촉진하는 원리다.

제1저자 닐 달비 박사는 "야생 박테리아는 성장에 필요한 철이 충분하면 사이드로포어 생산을 완전히 멈춘다"며 "대규모 풍화를 위해 환경의 철 농도와 무관하게 사이드로포어를 계속 만들도록 조작했다"고 설명했다.

연구팀은 보스턴항에서 끌어온 해수를 연속 공급하는 파일럿 규모 생물반응기에서 수 킬로그램의 감람석 모래를 채워 실험했다. 그 결과 반응기에서 하루 0.5g의 대기 이산화탄소가 실제로 흡수되는 것을 확인했다.

연구팀은 전 과정 탄소수지를 계산하는 전과정평가(LCA)도 수행했다. 공동 저자 마이클 스프링어 박사는 "하수처리장과 유사한 대형 수조에서 박테리아를 배양하고, 처리되지 않은 해수를 계속 주입한 뒤 탄소가 결합된 알칼리성 해수를 바다로 되돌려보내는 방식이 가장 직접적인 환경 효과를 낼 것"이라고 말했다.

달비 박사는 최근 버로스웰컴 과학인터페이스 경력상(CASI) 펠로십을 받아 미생물 사이드로포어 생산과 광물 처리 후속 연구를 이어갈 예정이다.