(The submersible vehicle MARUM-QUEST samples for sediment at oil seeps in the Gulf of Mexico. Credit: MARUM -- Center for Marine Environmental Sciences)
과학자들이 원유(crude oil)를 메탄과 이산화탄소로 바꾸며 에너지를 얻는 고세균을 발견했습니다. 현재 우리가 사용하는 석유는 물론 모두 인위적으로 채취한 것이지만, 사실 소량의 원유가 바다 밑에서 새어나오는 경우가 있습니다. 당연히 물보다 밀도가 낮은 부분은 표면으로 올라가 희석된 후 결국 분해되지만, 일부는 심해 침전물과 함께 끈적이는 타르처럼 들러붙게 됩니다. 그런데 산소도 없고 수압도 높은 칠흑 같은 어둠속에서 이 탄화수소를 분해하는 미생물이 존재합니다.
막스 플랑크 연구소 및 기타 연구 기관의 과학자들은 고분자 탄화수소를 분해하는 고세균인 메타노리파리아 Methanoliparia를 분리해 그 유전자를 분석했습니다. 여기서 발견된 놀라운 사실은 이 고세균이 세균의 도움 없이 고분자 탄화수소를 메탄과 이산화탄소로 바꾸면서 에너지를 얻는 다는 것입니다. 이전까지 이 과정은 세균과 고세균의 협력으로 이뤄진다고 생각됐습니다. 어떻게 이런 일이 가능한지는 앞으로 밝혀야할 연구 과제입니다.
참고로 메타노리파리아는 멕시코만 앞바다의 심해 3000m 이하 침전물에서 채취한 해저 토양 샘플에서 발견되었으며 이런 극단적인 환경에서 살아가는 고세균으로 일반적인 우리 주변 환경에서는 쉽게 찾아볼 수 없는 미생물입니다.
그런 사연과는 별도로 잘 분해되지 않는 기름을 분해하기 때문에 환경에 매우 좋은 미생물 같지만, 실제로는 바다 및 침전층에 잠자고 있는 탄화수소를 메탄가스와 이산화탄소로 바꿔 배출하기 때문에 온실가스를 배출하는 원인 중 하나입니다. 특히 메탄은 이산화탄소보다 더 강력한 온실가스이기 때문에 더 심각한 문제가 됩니다.
하지만 다른 한편으로 독특한 대사과정을 지녔기 때문에 이를 상업적으로 개발할 수 있는 가능성이 있습니다. 연구팀은 이 과정을 역으로 진행해 반대로 석유와 유사한 합성 탄화 수소를 만들거나 원유를 액화 천연가스 성분인 메탄으로 변환하는 촉매제를 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
참고
Rafael Laso-Pérez et al, Anaerobic Degradation of Non-Methane Alkanes by "Candidatus Methanoliparia" in Hydrocarbon Seeps of the Gulf of Mexico, mBio (2019). DOI: 10.1128/mBio.01814-19
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