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[여기에 과학]토끼 유전자로 식물 공기정화 능력 높인다

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[여기에 과학]토끼 유전자로 식물 공기정화 능력 높인다

2018.12.21 18:04
담쟁이과 식물로 알려진 스킨답서스(Epipremnum aureum)에 일종인 포도스 아이비(pothos ivy)로 공기정화를 위해 실내 장식에 많이 쓰인다. 미국 워싱턴대 연구진이 토끼의 유전자를 도입해 공기정화능력을 5배 높이는데 성공했다.-노스캐롤라이나주립대 제공
담쟁이과 식물로 알려진 스킨답서스(Epipremnum aureum)에 일종인 포도스 아이비(pothos ivy)다. 벤젠이나 클로로포름 등을 없앤다고 알려 지면서, 공기 정화용 실내 장식물로 자주 배치된다. -노스캐롤라이나주립대 제공

우리가 마시는 공기 중에는 수돗물에 존재하는 클로로포름이나 휘발유의 성분인 벤젠, 미세먼지 같은 유해 화합물이 섞여 있습니다. 가스레인지를 이용해 요리를 하면, 연소과정에서 약 3~5나노미터(㎚․ 10억 분의 1m)의 초미세먼지가 생성됩니다. 

 

이들 물질은 몸 속에 들어오면 알레르기 반응이나 암을 유발합니다. 공기청정기나 에어컨에는 이런 물질을 걸러내는 강력한 헤파(HEPA) 필터가 장착돼 있습니다. 최근 토끼의 유전자를 넣어 공기 청정 능력을 극대화한 식물이 등장했습니다. 클로로포름이나 벤젠과 포름알데하이드를 잘 흡수하고 실내 장식용으로 널리 쓰이는 스킨답서스(Epipremnum aureum)의 일종인 '포도스 아이비(Pothos ivy)'를 개량한 겁니다.

미국 워싱턴대 연구진이 벤젠이나 클로로포름등 유해 화합물을 분해하는 단백질을 생성하는 토끼의 유전자를 식물의 넣어 공기정화능력을 기존보다 약 5배 높이는데 성공했다.-미국 워싱턴대 제공
미국 워싱턴대 연구진이 벤젠, 클로로포름 등 유해 화합물을 분해하는 토끼의 유전자를 담쟁이과 식물인 '포도스 아이비'에 넣었다. 그 결과 포도스 아이비의 공기정화 능력이 약 5배 올라간 것으로 나타났다. -미국 워싱턴대 제공

스튜어트 스트랜드 미국 워싱턴대 도시환경공학과 교수 연구진은 토끼 몸에서 유해화합물을 분해하는 단백질을 만드는 유전자를 포도스 아이비에 넣은 결과 공기정화 능력이 약 5배 가량 올라갔다고 국제학술지 ‘환경과학기술’에 19일(현지시간) 발표했습니다.

 

인간을 포함한 모든 포유류는 간이 해독 공장 기능을 합니다. 이런 간에서는 ‘사이토크롬 P450 2E1’이란 단백질이 생성되는데 몸에 들어온 벤젠을 페놀이나 클로로포름으로 변환하고 이를 다시 일산화탄소와 염소이온으로 분해하는 기능을 합니다. 

 

연구진은 이 단백질을 이용해 몸에 들어온 유해물질을 빠르게 분해하는 식물을 만들었습니다. 모든 조건에서 잘 자라고 기본적으로 공기정화 능력을 갖췄다고 알려진 포도스 아이비를 대상 식물로 선정했습니다. 연구진은 여기에 사이토크롬을 생성하는 토끼의 유전자를 삽입했고, 약 2년간의 실험 끝에 사이토크롬 단백질을 안정적으로 생산하는 식물을 기르는데 성공했습니다.

 

연구자들은 이 유전자 변형 포도스 아이비의 능력을 검증해보기로 했습니다. 유리관에 식물을 넣은 다음, 벤젠과 클로로포름 기체를 여러 실험군에 단계별로 나눠 주입했습니다. 유전자를 변형한 포도스 아이비를 넣은 유리관 속 클로로포름 농도는 3일 만에 평균 82%가 줄었습니다. 6일이 지나면 거의 완전히 검출되지 않는 상태가 되는 것도 확인했습니다. 벤젠 농도도 약 8일만에 75%가 줄었습니다. 반면 일반 포도스 아이비는 약 10일 안에는  두 기체 농도에 큰 변화가 나타나지 않았습니다. 장기간 분석한 결과 사이토크롬 단백질을 만드는 포도스 아이비는 약 4.7배 가량 공기정화 능력이 높아졌다고 결론지었습니다.

 

스트랜드 교수는 “포도스 아이비가 수일 내 공기를 정화할 수 있는 능력은 매우 미미했다”며 “유전적으로 개량된 식물을 사용하면 집안의 공기 청정 기능이 획기적으로 높아질 것”이라고 말했습니다. 그는 다만 “전자기기처럼 멀리 있는 공기를 빨아들이는 능력이 없기 때문에 집전체의 대기를 정화하려면 식물을 여러 곳에 설치해야 한다”고 덧붙였습니다.

 

연구진은 다른 유해 물질까지 폭넓게 분해하는 단백질 분자를 생성하는 식물을 개발하기 위해 추가 연구를 진행할 계획입니다. 식물이라는 바이오 필터만으로 깨끗한 공기에서 생활할 날이 빨리 오길 기다려 봐야겠습니다.

 

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