이 작은 미생물은 영원한 화학 물질과 싸우는 열쇠가 될 수 있다.

퍼플루오로옥탄설폰산 분자의 3D 렌더링이 표시되어 있습니다. 출처: 네브래스카 대학교 링컨 캠퍼스

라집 사하와 니루팜 아이치 연구실의 과학자들은 널리 분포하는 광합성 박테리아인 로도프세우도모나스 팔루스트리스(Rhodopseudomonas palustris)가 PFAS 계열 중 내성이 강한 퍼플루오로옥탄산(perfluorooctanoic acid)과 상호작용할 수 있다는 사실을 발견했습니다. Environmental Science: Advances 에 게재된 이 연구는 이 박테리아가 PFOA를 세포막으로 끌어들인다는 사실을 보고하는데, 이러한 행동은 시간이 지남에 따라 변화합니다.

이번 발견은 천연 미생물이 어떻게 PFAS 오염을 줄이는 데 도움이 되도록 유도되거나 설계될 수 있는지에 대한 초기 모습을 보여주며, 잠재적으로 수질과 공중 보건을 보호하는 노력을 뒷받침할 것입니다.

초기 실험은 약속과 한계를 드러낸다

통제된 실험실 실험에서 연구진은 R. palustris가 20일 이내에 주변 환경에서 PFOA의 약 44%를 제거한다는 사실을 발견했습니다. 흡수된 화학물질의 상당 부분은 나중에 환경으로 돌아갔는데, 이는 세포가 분해되었기 때문일 가능성이 높습니다. 이는 살아있는 미생물을 이용하여 PFAS를 포집하거나 변형하는 것의 유용성과 어려움을 모두 보여주는 결과입니다.

"R. palustris가 해당 화학물질을 완전히 분해하지는 못했지만, 이번 연구 결과는 이 박테리아가 초기에 PFOA를 세포막에 가두는 단계적 메커니즘을 시사합니다."라고 Saha, Richard L., Carol S. McNeel 부교수는 말했습니다. "이는 향후 PFOA의 유지력을 향상시키거나 심지어 생물학적 변형을 가능하게 할 수 있는 유전적 또는 시스템 생물학적 개입을 탐구할 수 있는 토대를 제공합니다."

협력적 전문성은 연구를 강화한다

아이히 연구실은 특수 PFAS 검출 기능을 제공하여 연구진이 PFOA 수치 변화를 높은 정확도로 추적할 수 있도록 했습니다. 동시에 사하 연구팀은 생물학적 실험을 수행하여 박테리아가 다양한 PFAS 농도에 어떻게 반응하는지 조사했습니다.

"이러한 협력은 복잡한 환경 문제를 해결하는 데 꼭 필요한 것입니다."라고 리처드 L. 맥닐 부교수인 아이크는 말했습니다. "미생물학, 화학공학, 그리고 환경 분석 과학을 통합함으로써 생물학적 도구를 활용하여 PFAS 오염을 해결하는 방법에 대한 더욱 완전한 그림을 얻고 있습니다."

PFAS 정화를 위한 확장 가능한 미생물 접근 방식을 향하여

PFAS 화합물은 토양과 수질에 장기간 잔류하기 때문에 전 세계적인 문제로 남아 있습니다. 기존 처리 방법은 비용이 많이 들고 상당한 에너지가 필요합니다. 미생물을 이용한 전략은 더욱 적응력이 뛰어나고 자원 소모가 적은 방법을 제시할 수 있지만, 여전히 상당한 과학적 발전이 필요합니다.

이 프로젝트의 결과는 그러한 방향을 가리키고 있으며, 연구팀은 미래의 분해 능력을 개선하기 위해 미생물 공학과 합성 생물학에 초점을 맞춘 추가 연구를 이미 계획하고 있습니다.

자금 지원 및 연구 결과 접근

이 공동 연구는 Aich와 Saha에게 수여된 Layman Award와 Nebraska Collaboration Initiative Grant의 지원을 받았습니다. Saha 연구실의 Mark Kathol과 Aich 연구실의 Anika Azme, 두 박사 과정생이 이 연구의 공동 제1저자입니다.

전체 연구는 영국 왕립화학회를 통해 오픈 액세스로 제공됩니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251125081938.htm