	보 도 자 료
	보도일시		2021년 7월 16일 조간(7. 15. 12:00 이후)부터 보도하여 주시기 바랍니다.
	담당 부서	국립생물자원관 유용자원분석과			이병희 과장 / 윤혁준 연구사
					032-590-7231 / 7509
	배포일시			2021. 7. 14. / 총 6매

온실가스인 메탄과 에탄‧프로판 동시 분해 미생물 찾았다

◇ 국립생물자원관 메탄, 에탄, 프로판을 동시에 분해하는 원리 규명

◇ 전 세계 기후변화 대응과 탄소중립 정책지원에 활용 기대

□ 환경부 소속 국립생물자원관(관장 배연재)은 이탈리아 유황온천*에서 확보한 극한 미생물**을 이용하여 메탄(온실가스), 에탄, 프로판을 동시에 분해하는 원리를 최근 규명했다고 밝혔다.

* 고온(60-100℃) 산성(pH 2-4)으로 생물이 서식하기 어려운 극한환경

** 극한환경에 적응하여 생육하는 미생물을 총칭

※ 에탄, 프로판 : 광화학적 반응을 거쳐 대기오염 유발 및 오존 생성에 관여

○ 국립생물자원관은 올해 충북대학교 이성근 교수, 캘거리 대학의 피터 던필드(Peter Dunfield) 교수 등 국내외 공동 연구진과 함께 미생물자원을 이용한 물질순환 기전 및 적용 연구 사업을 수행했다.

□ 연구 결과, 극한 미생물이자 메탄산화균*인 메틸아시디필룸(Methylacidiphilum IT6)이 메탄, 에탄, 프로판을 동시에 분해하는 것을 확인했다.

* 메탄가스를 유일한 에너지원으로 이용하는 미생물을 총칭

○ 현재까지 극한환경의 메탄산화균이 메탄 외의 다른 천연가스 성분을 분해한다는 보고는 알려지지 않았으나 이번 연구 결과, 메탄산화균이 입자상 메탄산화효소(particulate methane monooxygenase)* 및 이와 유사한 동종효소**들을 가지고 있으며, 이를 이용하여 메탄, 에탄, 프로판을 완전히 분해하는 것이 검증됐다.

* 메탄산화에 관여하는 핵심 효소

** 메탄산화효소와 구조가 유사하나, 기능이 알려지지 않은 효소

○ 국립생물자원관 연구진은 자연계에 존재하는 메탄산화효소와 유사한 동종효소들의 새로운 기질 특이성을 과학적으로 검증함으로써 산업적으로 활용 가능한 새로운 생물학적 촉매 자원에 대한 단서를 찾아냈다.

□ 연구진은 이번 연구를 통해 온실가스 저감뿐만 아니라 주요 천연가스 성분들을 유용자원으로 전환할 수 있는 기술의 토대가 되는 정보를 확보함으로써 환경보전과 자원 활용에 기여할 수 있을 것으로 기대했다.

○ 국립생물자원관은 앞으로도 전 세계 기후변화 대응과 탄소중립 정책지원을 위해 우수 생물자원의 발굴과 활용 가치 탐색을 확대할 계획이다.

붙임  1. 극한 미생물 메틸아시디필룸(Methylacidiphilum) IT6.

2. 천연가스의 대기 유출시 대기 환경 영향 모식도.

3. 질의/응답.

4. 전문용어 설명.  끝.

	이 보도자료와 관련하여 추가 취재를 원하시면 국립생물자원관 윤혁준 연구사(☎ 032-590-7509)에게 연락주시기 바랍니다.

붙임 1		극한 미생물 메틸아시디필룸(Methylacidiphilum) IT6

[그림 1] 유황온천 사진 및 극한 미생물 전자현미경 사진
(A) 유황온천	(B) 메틸아시디필룸(Methylacidiphilum) IT6

[그림 2] 극한 미생물의 메탄산화효소 및 유사 동종효소들에 의한 에탄과 프로판 분해 경로(The ISME Journal; https://doi.org/10.1038/s41396-021-01037-2)

붙임 2		천연가스의 대기 유출시 대기 환경 영향 모식도

[그림 2] 메탄, 에탄, 프로판 가스의 환경 영향

※ 메탄은 대표적인 온실가스로 알려져 있으며, 동시에 대기로 방출되는 에탄과 프로판가스는 광화학적 반응을 거쳐 대기 오염을 유발하거나 오존의 생성에 관여

붙임 3		질의/응답

1. 극한 미생물(Extremophile) 연구의 중요성은 무엇인가요?

○ 극지, 해저열수구, 지열온천, 염전 등 지구상의 다양한 극한환경에는 특이한 생리생화학적 특성을 가진 극한 미생물들이 서식하고 있습니다. 극한 미생물들은 오랜기간 극한환경에 적응하기 위해, 일반 생물들이 가지고 있지 않은 독특한 효소를 가질 수 있도록 진화해왔습니다.

○ 최근 온실가스 제거 관련 미생물 연구를 통하여 기후변화에 대응하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 새로운 특성을 가진 효소 정보를 확보하기 위해 극한 미생물 연구가 매우 중요하다고 할 수 있습니다.

2. 연구결과는 어떻게 활용될 수 있나요?

○ 화석연료 채굴과정 혹은 지질학적으로 발생하는 천연가스는 온난화 및 오존발생을 일으키는 대표적인 대기오염물질입니다. 극한 미생물의 효소를 이용하여 주요 천연가스 성분들을 유용자원으로 전환할 수 있는 기술을 확보할 수 있다면 지구환경보전 뿐만 아니라 자원활용에 기여할 수 있습니다.

○ 최근 환경 메타지놈 연구를 통하여, 유사 메탄-일산화효소를 가진 미생물들이 자연계에 많이 존재한다는 것이 알려지고 있습니다. 메탄산화효소는 산업적으로 우수한 생물학적 촉매자원이기 때문에, 이번 연구결과를 통해 새로운 효소자원을 발굴할 수 있는 전기를 마련하였습니다.

○ 구체적으로 천연가스 성분을 알콜로 전환시켜 화학원료, 연료, 제약, 반도체, 화학공정 산업에 이용할 수 있으며, 특히 발견된 유사 입자상 메탄산화효소를 활용하면 케톤을 다이올로 전환시킬 수 있어, 생물화학 공정에 널리 응용할 수 있습니다.

3. 앞으로의 계획은 무엇인가요?

○ 이번 연구에서 활용한 극한 미생물이 온실가스인 아산화질소(N2O)를 제거하는 특별한 능력도 가지고 있어, 이에 대한 메커니즘을 규명하고자 하고 있습니다. 메탄과 아산화질소를 동시에 제거할 수 있는 새로운 메커니즘 연구의 시작점이 될 것으로 기대합니다.

붙임 4		전문용어 설명

극한환경 : 일반적인 생물이 서식하기 어려운 물리·화학적 환경. 온도, 산도, 압력 등이 매우 높거나 낮은 조건

극한 미생물(Extremophile) : 지구상 위에 생물이 전혀 서식하기 어렵다고 생각되는 극한환경에 적응하여 생육하는 미생물을 총칭

천연가스 : 유전과 탄광 지역의 땅에서 분출되는 자연성 가스, 메탄, 에탄, 프로판 가스가 주요 성분

메탄산화효소 : 메탄 산화의 첫 단계 반응에 관여하는 핵심적인 효소이며, 생물공학에 활용할 수 있는 새로운 촉매자원으로써 가치가 높음

메탄산화균(Methanotroph): 주요 온실가스 중 하나인 메탄가스를 유일한 에너지원으로 대사하는 미생물