구리를 채굴하는 박테리아

 

 박테리아는 다양한 화학 물질을 에너지원으로 사용하거나 혹은 여러 가지 목적으로 대사할 수 있습니다. 금속 산화물이나 화합물도 마찬가지인데, 철이나 구리는 대표적인 사례입니다. 일부 과학자들은 금속을 효과적으로 대사하는 미생물을 이용해서 경제성이 없는 광물에서 효과적으로 자원을 추출할 수 있을지 모른다고 생각하고 있습니다. 

 휴스턴 쿨렌 공학 대학의 데보라 로드리게스 교수 (Debora Rodrigues, Ezekiel Cullen Professor of Engineering at the University of Houston Cullen College of Engineering)와 브라질 상파울로 대학의 프란시스코 C 로블레스 헤르난데스 교수(Francisco C. Robles Hernandez, professor at the UH College of Technology and Ellen Aquino Perpetuo, professor at the University of Sao Paulo, Brazil)는 브라질의 구리 광산에서 발견한 구리 채굴 미생물을 보고했습니다. 

 이 미생물은 황산구리 (CuSO4)를 금속 형태인 단원자 0가 구리 (single-atom zero-valent copper (Cu0))로 바꾸면서 살아갑니다. 구리를 채굴하는 미생물 자체는 놀라운 일이 아닐지 모르지만, 사실 황산구리는 독성 물질로 살균제로도 사용되기 때문에 이 물질에 저항성이 있을 뿐 아니라 안정된 금속 형태로 바꾸는 미생물이 있다는 사실은 흥미롭습니다. 

 

 연구팀은 전자 현미경을 이용해 세포내에서 활발하게 대사되는 황산구리를 확인했습니다. 그리고 유전자 및 단백질 분석을 통해 그 기전을 연구했습니다. 사실 금속화합물을 대사하는 미생물은 오래전부터 알려져 있지만, 그 기전에 대해서는 아직도 모르는 부분이 많습니다. 연구팀은 이 미생물이 독성 구리 화합물을 유용한 자원으로 바꾸는 대사 기전을 보고했습니다. 

 현재 채굴이 가능한 구리 매장량은 10억톤 정도로 약 65년 정도 채굴이 가능한 수준입니다. 하지만 사실 구리 자체는 지구 지각에 훨씬 많은 양이 존재합니다. 다만 경제적으로 채굴할 수 있는 구리의 양이 그 정도라는 이야기입니다. 어쩌면 구리 채굴 미생물이 우리에게 친환경적이고 경제적인 구리 채굴 비법을 알려줄지도 모릅니다. 

 참고 

https://phys.org/news/2021-04-efficient-safer-alternative-sourcing-copper.html

 Louise Hase Gracioso et al, Copper mining bacteria: Converting toxic copper ions into a stable single-atom copper, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abd9210