| 메탄이 비소 전이에 영향을 미치는 새 경로 발견 | ||
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  저장(浙江)대학교 환경자원대학, 중국과학원 도시환경연구소 및 독일 튀빙겐대학교(University of Tubingen) 응용지구과학센터 등 기관의 연구팀은 공동으로 메탄 혐기성 산화이량화(oxidative coupling) 비소 환원현상을 발견하고 그 가능적 대사 메커니즘을 제안함과 아울러 해당 경로가 환경오염, 식량안전 및 생태건강에 미치는 잠재적 영향을 규명하였다. 해당 성과는 메탄 혐기성 산화의 생물학적 메커니즘 및 환경 중금속오염 방제 이해에 중요한 계시적 의미가 있다. 해당 논문은 "Nature Geoscience"에 게재되었다. 과학계는 일종의 고세균이 온실가스 메탄을 유일한 탄소원 및 전자 공여체로 이용해 탈질화(denitrification)를 달성함을 우연히 발견하였다. 동 유형 미생물이 더 많이 발견될 경우 온실효과를 초래하는 메탄가스를 활용할 수 있을 뿐만 아니라 수체(water body) 중 질산성 질소(nitrate nitrogen)등 일련의 산화상태 오염물을 제거할 수도 있다. 상기 아이디어에 따라 연구팀은 메탄을 풍부히 함유한 습지에서 샘플을 채취하고 동위원소 추적적 이소배양을 결합해 더 많은 해당 유형 기능성 미생물 농축배양을 시도했다. 해당 과정에서 연구팀은 메탄 산화이량화 비소 환원현상을 발견하였다. 또한 전환 과정에서 메탄은 이산화탄소로 산화되는 한편 환경 중 흔히 볼 수 있는 중금속 비소가 5가 결합상태로부터 전이/용해가 더 쉽고 독성이 더 큰 3가 비소로 전환됨을 발견하였다. 연구팀은 메탄 산화 및 비소 환원의 활성화 유전자 위치를 결정함과 아울러 결합반응에 관여하는 기능성 미생물을 찾아냈다. 또한 메탄 혐기성 산화이량화 비소 환원의 생물학적 대사경로를 재구성하였다. 연구 결과, 메탄 산화 고세균은 먼저 역방향 메탄 생성 경로를 통해 메탄을 활성화시키고 전자를 획득하였다. 그 다음 전자는 세포주변질 중의 비소 환원효소 또는 공생 비소 환원균에 전달되어 더 한층 비소 환원을 달성하였다. 멀티헤모색소단백질은 미생물종 간 협력을 실현하는 충분한 조건이다. 따라서 향후 이러한 유형의 기능성 단백질을 함유한 미생물을 이용한 환경오염 고효율적 복원 생물기술 개발에 대안을 제공할 수 있다. 이외 연구팀은 자연환경 중 메탄 혐기성 산화가 토양 결합상태 비산염(arsenate)의 고수용성 아비산염으로의 전환을 촉진해 수환경에 용해됨으로써 생물에 더 쉽게 이용될 수 있음을 발견하였다. 또한 메탄 혐기성 산화이량화 비소 환원은 각종 서식환경에 광범위하게 분포해 환경 중 비소 오염의 전이·전환을 크게 촉진하는 등 후속 식량생산 및 인류활동에 영향을 미칠 수 있다. 정보출처 : https://www.cas.cn/cm/202012/t20201209_4770154.shtml |
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