일반기술

중금속 결합 박테리아와 이를 이용한 중금속 오염 환경 해독.

중금속 결합 박테리아를 개발. 이러한 박테리아를 사용하여 중금속에 오염된 토양/수질 환경을 회복하고 오염된 토양을 회복하며 오염된 폐기물을 처리하는 방법. 이 박테리아는 금속 이온에 크게 오염된 토양에서 잘 자라도록 변형됨(Ralstonia, Pseudomonas, Bacillus). 표준 DNA 유전자 재조합 기술을 이용해 박테리아를 중금속 결합 단백질을 인코딩하는 표현식 벡터를 사용해 변형.공업, 농업, 서비스업 등 인간의 활동이 늘어남에 따라 중금속으로 인한 토양 오염도 급격히 증가하고 있으며, 이 문제를 해결하는 두 가지 방법은 오염 방지에 초점을 두는 한편 이미 오염된 토양과 물을 회복시키는 것임. 생물학 약제를 이용해 오염된 토양/물을 회복(생물학적 구제)하는 것은 가능성이 높은 기술임. 중금속을 결합할 수 있는 박테리아를 풀어놓으면 이 박테리아는 토양에 적응하며, 표면에 함유된 일련의 단백질이나 펩티드가 중금속을 결합함. 이러한 박테리아는 중금속에 오염된 토양/수질을 회복하는데 유용함. 중금속에 오염된 토양에서 잘 생육할 수 있도록 Ralstonia, Pseudomonas, Bacillus 등 몇 종류의 박테리아가 만들어 졌음. 특별한 경우 이러한 박테리아는 Ralstonia eutropha에서 얻어짐. 이러한 박테리아 개발은 그람 양성이거나 그람 음성일 수 있음!.. 중금속에 결합할 수 있는 단백질은 metallothionein으로 자연적으로 또는 인공적으로 얻을 수 있음. 중금속 결합 단백질은 자연적으로 얻거나 합성할 수 있으며 활동이 증가되거나 안정되도록 유도 가능. 박테리아 조작에는 표준 DNA 유전자 재조합 기술을 이용. 중금속 결합 단백질/팹티드 인코딩 순서는 표현식 벡터로 복제됨. 토양에 맞게 적응되었으며 중금속에 대한 저항력을 가진 박테리아는 이 벡터를 사용해 변형. 변형된 박테리아는 유도 과정을 통해 중금속 결합 단백질을 만들어 냄. 이 방법으로 오염된 토양과 중금속 오염 폐기물을 회복할 수 있음. 그 한 예가 유독한 Cd 2+:에 오염된 토양을 회복하는 것으로, 30C의 액체 매개물에서 R.eutropha를 배양하고 식물 생장에 적합한 토양을 살균한 다음 이 토양을 R.eutropha 유도 배양균 또는 박테리아가 없는 대조군과 1:1(v/W)로 혼합. 처리된 토양을 화분에 뿌리고 식물(Nicotiana bentamiana)을 이 화분에 옮김. Cd 2+: 독성이 있는 식물에서 이미 카드뮴 독성이 검출되었음. 이 실험 결과 식물 성장이 크게 감소되고 Cd2+: 독성의 특징인 심한 백화 현상이 나타난다는 것을 알 수 있었음. 이정도의 금속은 여전히 식물의 느린 생장을 허용하므로 다른 실험에도 사용하였음.다양한 R.eutropha 변종이 식물 성장에 어떤 영향을 미치는 지를 알기 위해 N.Bentamiana를 살균한 토양 또는 Cd2+:으로 오염된 토양에 뿌리고 이 토양에 R.eutropha MTB 108 박테리아/g, CD34 변종 또는 살균 함염물을 주입. 토양에 R.eutropha가 있는 경우에는 중금속이 식물에 미치는 독성 효과가 감소된 것으로 나타났음. 토양에 Cd2+:를 넣지 않은 대조구 실험 결과 박테리아가 있어도 식물의 생장에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타남. R.eutropha의 야생 변종인 CD34 또한 중금속을 축적하는 능력이 있어 보호 효과가 큰 것으로 나타남. 이 데이터는 R.eutropha MTB 세포 표면의 MTb가 중금속을 고정하는 고유의 능력을 증강시키고 이에 따라 오염된 토양의 N. Bentamiana를 보호하는 효과가 있음을 보여 줌.혁신적인 사항:이 박테리아는 토양에 사용할 수 있으며 중금속에 강함. 이 박테리아의 세포질 표면에는 일련의 단백질이나 펩티드가 있어 중금속을 결합할 수 있음. 따라서 중금속에 오염된 토양이나 폐기물의 생물학적 복구에 유용함.주요 장점:박테리아와 사용 방법 모두 테스트 준비를 마친 상태임.