왁스웜: 폴리에틸렌 분해를 위한 새로운 해결책

해양 플라스틱 백 폐기물 문제

매년 3조 개 이상의 일회용 플라스틱 백이 생산되며, 상당 부분이 바다로 유입됩니다. 대부분 폴리에틸렌(PE)으로 만들어지며, 분해되는 데 수십 년이 걸리는 내구성 있는 폴리머입니다. 최근 연구에 따르면 보잘것없는 왁스웜이 이 거대한 환경 문제 해결에 도움을 줄 수 있습니다.

왁스웜

왁스웜(Galleria mellonella)은 고기가 부족한 지역에서 단백질 풍부 식량으로 사육됩니다. 테라리움 애완동물과 특정 조류의 생먹이로도 인기 있으며, 낚시꾼들은 '왁시'라 부르며 미끼로 흔히 사용합니다. 고지방, 쉽게 번식, 저온에서 수주 생존 가능으로 많은 가정에서 필수품이 되었습니다.

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우연한 발견

스페인 과학자이자 양봉가인 Federica Bertocchini는 미스터리를 목격했습니다. 왁스웜에 감염된 벌집을 청소한 후 잔해를 플라스틱 백에 넣었는데, 나중에 백이 구멍투성이가 된 것을 발견했습니다. 웜이 PE를 씹어 먹은 듯 보였는데, 단순히 갉아먹는 것인지 실제로 소화하는 것인지 의문이 제기되었습니다.

Bertocchini 팀은 통제 실험을 수행했습니다. 왁스웜을 갈아 펄프로 만든 후 폴리에틸렌 백 위에 펼쳤고, 급속한 분해를 관찰했습니다. 결과는 기계적 마모가 아닌 화학적 반응임을 시사했습니다.

폴리에틸렌을 글리콜로 전환

웜은 폴리에틸렌을 글리콜(액체 알코올)로 전환하는 것으로 보입니다. 이 전환은 PE가 다른 잠재적으로 유용한 소재로 변환될 수 있음을 보여줍니다.

왁스웜 장내 효소

정확한 메커니즘은 불분명하나, 장내 효소나 공생 미생물이 핵심적 역할을 할 것으로 추정됩니다. 왁스웜은 벌집에서 번성하며 밀랍과 꿀을 섭취하는데, 둘 다 폴리에틸렌과 유사한 강한 탄소 결합이 풍부합니다. 캐나다 브랜든 대학 연구팀은 장내 미생물총이 왁스웜이 PE를 섭취하고 대사할 수 있게 하며, 심지어 플라스틱만으로 구성된 식단에서도 인상적인 속도로 대사함을 확인했습니다. 이들을 '플라스티보어(plastivores)'라 명명했습니다.

살아있는 왁스웜을 플라스틱 폐기물에 방출하는 것은 비현실적입니다. 이 유충은 꿀벌집 무결성과 꿀벌이 수분하는 작물을 위협하는 해충이기 때문입니다. 하지만 장내 박테리아나 분리된 효소를 활용하는 길이 열렸습니다. 관련 미생물 군집이나 효소를 추출하여 연구자들은 살아있는 생물 배치 없이 효율적이고 확장 가능한 플라스틱 분해 공정 개발을 희망합니다.