충북대 이성근 교수팀...지구온난화·오존층 파괴 대처연구에 도움

지구온난화와 오존층 파괴의 주범인 아산화질소(N20) 가스의 발생 원인이 토양에 널리 서식하는 고세균(古細菌·Archaea)이라는 사실을 국내 연구진이 밝혀냈다.

한국연구재단은 충북대학교 미생물학과 이성근 교수팀이 독일 튀넨 스마트 농업·기후 연구소의 라인하르트 웰 박사 연구팀과 공동 연구를 통해 고세균이 암모니아를 이용해 에너지를 만들며 성장하는 질산화과정에서 아산화질소 가스를 생성한다는 사실을 밝혀냈다고 17일 밝혔다.

아산화질소 가스의 발생 원인이 밝혀짐에 따라 지구온난화와 오존층 파괴에 대처하기 위한 연구가 더욱 활발해질 전망이다.

아산화질소는 이산화탄소, 메탄과 함께 기후변화를 유발하는 대표적인 물질로, 특히 산업혁명 이후 대기 중 농도가 급속히 증가해 21세기 대표적 오존층 파괴 가스로 지목되고 있다.

연구팀의 이같은 성과는 네이처의 자매지인 ‘ISME J’ 온라인판에도 게재됐다.

미생물의 대사 산물로 방출되는 아산화질소 가스는 기후 변화를 유발할 수 있어 전 세계적으로 이를 억제하기 위한 연구가 진행 중이다. 그간 토양이나 해양에서 발생하는 아산화질소의 주원인은 질산화 세균으로 알려졌으나 공동연구팀이 질산화 세균보다 미생물의 일종인 고세균이 더 큰 영향을 미친다는 사실을 밝혀낸 것이다.

진화 초기단계의 미생물인 고세균은 세균, 진핵생물과 함께 지구상의 생물체를 분류하는 3개 분류군 중 하나다. 극한 환경에 서식한다고 알려졌으나 최근 지구 전체 토양환경에 광범위하게 존재한다는 것이 확인됐다. 그러나 배양이 어려워 그 기능이 정확히 알려지지 않았다.

연구팀은 아산화질소 가스를 동위원소로 분석해 고세균이 아산화질소를 유발하는 주 원인균이라는 것을 확인했다. 동위원소 분석을 이용하면 발생원에 따른 미세한 동위원소 조성 차이를 포착할 수 있는데 연구팀이 이러한 특성을 이용해 고세균에 의해 대기로 방출되는 아산화질소 가스를 추적해낸 것이다.

연구팀은 고세균이 아산화질소를 만드는 두가지 경로를 확인했으며 그 비율이 고세균의 종류와 성장조건에 따라 변할 수 있다는 것도 알아냈다고 덧붙였다.

연구팀은 이번 연구가 질산화로 인한 환경오염 저감정책을 수립하기 위한 기초연구에 도움을 줄 것으로 기대했다.

이 교수는 “대기 중 아산화질소 농도 증가 현상을 이해하기 위해 지금까지 학계는 토양 질산화 세균을 유일한 원인 미생물로 지목해 연구를 수행했으나 이번 연구가 토양 고세균 연구의 필요성을 제시했다”고 말했다.

연합뉴스