다염화비페닐(polychlorinated biphenyls

Abstract

본 연구에서는 천연적으로 식물에서 합성이 이루어지며 자연계에 광범위하게 존재하는 식물 테르핀 (terpenes) 가 PCBs 및 천연 할로겐화 물질이 호기성 상태의 PCBs로 오염된 토양의 환경친화적 처리에 있어서 이러한 추가기질로서 어떤 역할을 하는지를 분자생물학적 및 생태학적 기법을 이용하여 규명하고자 하였다.

우선적으로, 2종의 PCB 분해균주에서 테르핀 (carvone) 에 의해 PCB 분해경로가 유도된다는 사실을 생화학적 및 분자생물학적 기법들을 이용하여 밝혀내었다. Carvone에 의한 Ralstonia eutropha H850의 bphC 유전자의 발현결과는 H850의 토양내에서의 발현추적에 도움이 될 것이다.

이러한 연구결과를 바탕으로 테르핀 (carvone, limonene, terpinene 등) 를 처리한 토양에 H850 균주를 접종하여 관찰한 결과, 최소한 2개월 이상 존재할 수 있음을 밝혔다. 그리고 처리구별 토양 총 RNA를 추출하여 RT-PCR을 통해 bphC 유전자의 mRNA 발현을 조사한 결과 비페닐 처리구 (4일째)에서 그 유전자가 발현됨을 밝혔다. 그러나 테르핀 처리구에서는 유전자의 발현이 나타나지 않은 것으로 보아 계면활성제의 처리？？ 통한 생물이용율을 증가시킬시 유전자의 발현 촉진, 그리고 지속적 기질 첨가 효과를 검토할 필요가 있었다. 이러한 이유로 계면활성제 sorbitan trioleate의 토양첨가실험을 실시하였다. 그 실험을 통해 sorbitan trioleate는 PCBs 분해균의 성장기질로 사용되어지는 것을 확인할 수 있었으며 또한 그 균주에 대한 독성도 없는 것으로 나타났다. 따라서 본 계면활성제가 분해균의 초기 밀도를 높이고 그 후 테르핀이 PCBs 분해 유전자의 발현을 촉진할 경우 그 분해효과는 극대화될 것으로 판단되며 이는 현장 적용시 상당한 이점으로 작용할 수 있을 것이다.

또한 자연의 성장 기질 또는 유도물질로서 식물 테르핀이 PCB congeners에 어떠한 생분해 영향을 주는가에 대한 연구도 이루어졌다. PCB 분해자인 Rhodococcus sp. P166와 Rhodococcus sp. T104는 비페닐과 테르핀 ((S)-(-)-limonene, p- cymene，α-terpinene)을 성장기질로 이용함을 밝혀내었다. 그리고 congener 분해시험에서 (S)-(-)-limonene, p-cymene와 α-terpinene에서 키운 strain T104가 비페닐에 성장한 분해율의 50% 에 해당하는 30%까지 4,4'-DCBp를 분해시킬 수 있음을 보여주었다. 더구나 (S)-(-) limonene을 이용하여 ？眉？ 균주 T104 또한 2,2'-DCBp를 30%까지 분해시킬 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구는 자연에 널리 존재하는 테르핀이 PCB 분해균의 성장기질로서 사용되어 그 분해유전자가 유도되며 그 결과 PCB의 congener를 기질 특이적으로 분해할 수 있음을 보여주었다. 이것은 기존의 순수 PCBs 분해 균주의 resting cell assay를 통한 meta ring fission 과 비교해 볼 때 환경시료(부산항 저질

자료 제시하지 않음)에서 농화배양으로 분리한 균주의 성장기질로서, 유도체로서 사용됨을 실험으로 확인할 수 있었고 이 연구에서 설정한 가설이 틀리지 않았음을 증명할 수 있었다.