이제 애벌레의 타액(침)으로 플라스틱을 분해한다.

플라스틱은 분해되는데 말할 수 없을 만큼 오래 시간이 걸리며 10년, 20년, 450년, 심지어 1000년이 걸리기도하는 등 다양한 유형의 분해시간을 가지고 있다. 이러한 특징은 플라스틱으로 인한 환경오염을 해결하는데에 있어서 가장 큰 걸림돌이 되고 있다.

 

버려진 플라스틱 병

 

연구진에 따르면, 벌들이 벌집을 짓기 위해 만든 밀랍을 먹는 벌집나방 애벌레인 소충의 침에포함된 두 가지 물질이 일반적인 플라스틱을 쉽게 분해하기 때문에 해결책이 될 수 있을 지도 모른다고 한다.

 

연구진은 소충 애벌레의 침에서 확인된 두 효소가 상온에서 빠르게 폴리에틸렌을 분해하는 것으로 밝혀졌으며, 폴리에틸렌은 세계에서 가장 널리 사용되는 플라스틱 으로 해양 생태계부터 산꼭대기까지 이르는 환경 위기의 주요 원인이라고 말했다. 즉 가장 일반적으로 사용되고 가장 널리 퍼져있는 플라스틱을 분해할 키를 찾은 것이다. 

 

이 연구는 소충 애벌레가 폴리에틸렌을 분해할 수 있다는 2017년 연구에서의 발견을 기반으로 하고 있지만, 그 당시에는 어떻게 분해가 가능했는지는 파악하기 못했었다.

 

그 해답은 생화학적 반응을 유발하는 살아있는 유기체인 소충애벌레에 의해 생성된 효소에 있었다.

 

플라스틱을 분해하기 위해서는 산화단계에서 산소가 중합체 또는 플라스틱 분자를 통과해야만 한다. 연구원들은 열이나 방사선을 가하는 것과 같은 전처리 없이도 이 효소가 몇 시간 안에 이 단계를 수행했다는 것을 발견했다.

 

이번 연구를 이끈 스페인 국립연구위원회(CSIC) 분자생물학자 페데리카 베르토키니는 "플라스틱 생분해 패러다임을 뒤집고 있다"고 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 발표했다.

 

플라스틱은 분해하기 힘든 설계인 중합체 구조로 만들어져 있는데다가 내구성을 증가시키기 위해 첨가물을 포함하고 있다. 이러한 구조적 특징과 성분은 플라스틱이 수년에서 수십년 심지어 수세기 동안 온전하게 썩지 않게 만들어준다. 

 

베르토치니는 "독특하고 유용한 재료로 만든 플라스틱이 현 시대에 가장 치명적인 문제를 일으키고 있습니다."라고  말했다.

 

베르토키니는  "플라스틱은 오랫동안 생태계에 머무릅니다. 작은 입자로 분해되더라도 결국 마이크로 플라스틱과 나노 플라스틱 입자의 근원이 되고말죠. 미세한 플라스틱 입자들은 남극에서부터 비와 수돗물에 이르기까지 거의 모든 곳에서 발견되고 있는데, 이는 명백한 환경 문제를 일으킬 뿐더러 인류의 건강에 점점 더 큰 위협이 되고 있습니다,"라고 덧붙였다.

 

1933년에 처음 만들어진 폴리에틸렌은 저렴하고 내구성이 뛰어나며 식품과의 상호작용이 없어 식품 포장이나 식료품점 가방 등에 유용하다.

 

소충 애벌레는 갤러리아멜로넬라라고 불리는 종인 벌집나방의 애벌레로 양봉업자들에게는 해충이다. 이 애벌레는 밀랍, 꽃가루, 꿀을 먹고 살며, 때때로 벌의 유충도 먹는다.

 

연구원들은 플라스틱 쓰레기를 분해하는 벌레의 타액 효소를 합성 생산하는 것을 성공했다. 단, 베르토키니는 수십억 마리의 소충 애벌레들을 사용하는 것은 폴리에틸렌을 분해하는 과정에서 이산화탄소를 발생시키는 등의 단점이 있다고 말했다.

 

연구 공동 저자인 CSIC의 생태학자이자 수학자인 클레멘테 페르난데스 아리아스 "우리 연구에서 이 효소는 플라스틱을 산화시켜 작은 분자로 분해합니다. 이것은 플라스틱이 통제된 특정 조건에서 분해될 수 있는 플라스틱 폐기물을 없앨 수 있는 대안이 될 수 있다는 의미입니다. 미세 플라스틱이 생기는 것을 억제하거나 결국 완전히 없애버립니다."라고 말했다.

 

독일의 플라스틱 엔지니어링 회사인 뢰클링과 관련된 재단이 연구 자금을 지원했다. Bertocchini는 플라스틱 폐기물을 분해하기 위한 효소의 사용을 상업화하기 위해 노력하는 Plastic Entropy라고 불리는 마드리드에 본사를 둔 회사의 두 명의 리더 중 한 명이다.

생물학적으로 플라스틱을 분해하거나 생분해하는 이전의 연구는 주로 미생물을 솔루션으로 진행되었다. 소수의 미생물이 플라스틱을 분해할 수 있는 것으로 밝혀졌지만 속도가 느리고 전처리가 별도로 필요한 방식이라 실용적이지 못했다.

전 세계적으로 플라스틱 소비는 지난 30년 동안 급증했는데, 연간 수억 톤의 폐기물이 되고 그 중 10%도 채 재활용되지 않는다.

유엔은 지난 3월 나이로비 회담 후 2024년까지 법적 구속력 있는 협정을 마무리한다는 목표로 세계 최초의 글로벌 플라스틱 오염 조약을 만들겠다는 합의를 승인했다.