이제 우리는 작은 플라스틱을 씹는 벌레의 고유한 장내 미생물군집을 활용하여 문제가 있는 물질을 대규모로 성공적으로 분해할 수 있습니다.Zophobasatratus 벌레(보다 정확하게는 더스키 딱정벌레 Carabid의 유충)는 많은 국가에서 인기 있는 애완용 곤충 간식으로, 파충류용 먹이로 사육 및 판매되는 경우가 많습니다. 그러나 단백질이 풍부한 영양가로 인해 슈퍼웜이라고 불리지만, 이들의 진정한 초능력은 장내 세균의 구성에 있을 수 있습니다.
새로운 연구에서 싱가포르 난양기술대학교(NTUSingapore)의 연구원들은 이러한 강건한 거저리의 미생물군집에 대한 이전 연구를 바탕으로 대량의 일반 플라스틱을 지속적으로 처리할 수 있다고 믿는 유기체의 특화된 장 환경의 확장 가능한 복제품을 구축했습니다.
과학자들은 플라스틱에 대한 벌레의 식욕에 대해 오랫동안 알고 있었지만, 많은 생명공학과 마찬가지로 문제는 이를 현실 세계로 어떻게 변환할 것인가였습니다. 이 "supergut" 뒤에 있는 팀이 코드를 해독했을 수도 있습니다. 이 과정에서 피해를 입는 벌레는 거의 없습니다.
난양 공과대학교의 Cao Bin 부교수는 이렇게 말했습니다. "벌레는 일생 동안 약 몇 밀리그램의 플라스틱만 소비할 수 있습니다. 따라서 플라스틱 폐기물을 처리하기 위해 벌레에 의존한다면 얼마나 많은 벌레가 필요할지 상상할 수 있습니다. 우리의 방법은 방정식에서 벌레를 제거하여 이러한 필요성을 제거합니다. 우리의 초점은 벌레 내장에서 유용한 미생물을 강화하고 플라스틱을 효율적으로 분해할 수 있는 인공 '벌레 내장'을 구축하는 것입니다."
연구팀은 먼저 3개 그룹의 벌레에게 분해하기 어려운 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 등 세 가지 다른 일반 플라스틱을 30일 동안 먹였습니다(운이 좋은 대조군에게는 오트밀이 제공되었습니다).
그런 다음 과학자들은 플라스틱을 먹는 벌레의 내장에서 미생물군집을 추출하고 합성 영양소와 세 가지 유형의 플라스틱이 채워진 플라스크에서 배양하여 6주에 걸쳐 인공 내장으로 발달할 수 있도록 했습니다.
그들은 실험실에서 자란 벌레가 대조 벌레보다 장내에서 더 많은 플라스틱 분해 박테리아를 생성했으며 각 박테리아가 특정 물질을 처리하는 데 더 큰 효율성을 보였다는 사실을 발견했습니다.
연구의 제1저자인 Liu Yinan 박사는 다음과 같이 말했습니다: "우리 연구는 플라스틱을 먹인 벌레의 장내 미생물군집에서 플라스틱 관련 박테리아 군집을 배양하려는 최초의 성공적인 시도입니다. 장내 미생물군집을 특정 조건에 노출시킴으로써 우리는 인공 '벌레 장'에서 플라스틱 분해 박테리아의 풍부함을 증가시킬 수 있었으며, 이는 우리의 방법이 안정적이고 대규모로 복제될 수 있음을 나타냅니다."
이것은 단지 개념 증명일 뿐이지만, 연구자들은 그러한 인공 "초장력"을 더 큰 규모로 키우는 데 아무런 장벽이 없으며 그러한 인공 "초장장"이 특정 물질을 처리하는 데 특화될 수 있다고 믿습니다. 그들은 이제 상업적인 용도로 플라스틱을 분해하는 박테리아 군집을 보다 쉽게 조작하기를 희망하면서 벌레의 질긴 내장 과정 뒤에 있는 분자생물학을 연구하고 있습니다.
이번 연구는 국제환경저널(Journal Environment International)에 게재됐다.