독일 UFZ(Helmholtz Centre for Environmental Research)과 프라이베르그 대학(TU Bergakademie Freiberg)의 연구진은 폴리우레탄(polyurethane)의 화학적 빌딩블록을 분해할 수 있는 박테리아 균주를 확인하는데 성공했다. 이 박테리아는 폴리우레탄을 탄소, 질소, 에너지로 분해할 수 있다. 이 연구결과는 재활용하기 어려운 폴리우레탄 제품을 재활용할 수 있는 중요한 역할을 할 것이다.

폴리우레탄 제품은 2015년에만 유럽에서 350만 톤이 제조되었다. 폴리우레탄은 냉장고, 건물에서부터 신발, 가구 등의 다양한 분야에 적용되고 있다. 불행하게도 폴리우레탄은 가열할 때 녹지 않는 열경화성 폴리머이기 때문에 재활용을 하거나 파괴하기가 어렵고 설령 가능하더라고 에너지가 많이 소모된다. 폐기물은 대부분 매립장으로 직행하고, 여기에서 많은 독성 화학물질이 방출되는데, 그 중 일부는 발암성 물질이다.

박테리아와 곰팡이와 같은 미생물을 사용하여 유성 플라스틱을 분해하는 연구는 현재 큰 관심을 끌고 있다. 하지만 아직까지 폴리우레탄의 생분해에 대한 연구는 거의 없다. 이번 연구진은 특정 박테리아(Pseudomonas sp. TDA1)가 폴리우레탄 플라스틱의 일부 화학 결합을 공격한다는 것을 발견했다.

박테리아 속의 특정 균주는 독성 유기 화합물 등에 내성을 가지고 있었고, 이런 특성은 용해 내성(solvent-tolerance)이라고 불린다.

이 연구는 P4SB(Pseudomonas putida Synthetic Biology)라고 불리는 유럽 연합 과학 프로그램의 일환으로 진행되었고, 석유 기반의 플라스틱을 완전히 생분해 가능한 플라스틱으로 변환시킬 수 있는 미생물을 찾는데 연구 중점을 두고 있다.

현재, 이번 연구진은 폴리우레탄 이외에도 플라스틱 물병에 널리 사용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)로 만들어진 플라스틱을 분해하는 미생물을 찾았고, 이것의 효능을 테스트하고 있다.

이번에 발견한 박테리아는 향후 연구를 위한 첫 번째 단계이다. 향후 연구는 폴리에스테르 기반의 폴리우레탄 속의 특정 화합물을 분해할 수 있는 세포 외 효소를 코딩(code)하는 유전자를 확인하는 것이다. 세포 외 효소라고 불리는 외효소(exoenzymes)는 생화학 반응을 불러오는 단백질을 세포 외부로 분비한다. 석유 기반의 플라스틱이 바이오플라스틱으로 변환될 수 있는 그 날까지 끊임없는 연구개발이 진행될 수 있기를 기대해 본다.