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캄보디아 야생식물에서 탈모 예방 효능 발견▲코나루스 세미데칸드러스 / 사진 제공 : 환경부 환경부 소속 국립생물자원관(관장 서민환)은 2020년 8월부터 최근까지 성균관대 조재열 교수 연구진과 공동으로 캄보디아의 야생식물인 ‘코나루스 세미데칸드러스’ 추출물을 활용한 연구 결과, 이 식물의 추출물에서 탈모 예방 효능의 우수성을 확인했다고 밝혔다. ‘코나루스 세미데칸드러스’란 캄보디아, 라오스, 말레이시아, 베트남 등에서 발견되는 식물로 항알러지, 항산화, 해열 효과 등이 알려진 약용식물이다. 연구진은 ‘코나루스 세미데칸드러스‘의 추출물(5mg/kg/day)을 탈모증이 있는 실험용 쥐에 처리했을 때 미국식품의약국(FDA)의 승인을 받은 탈모치료제인 피나스테리드(Finasteride)를 처리했던양성대조군 실험용 쥐에 비해 모발 성장이 촉진되고, 모발의 길이 및 굵기도 증가한다는 사실을 확인했다. 피나스테리드는 미국식품의약국(FDA)의 승인을 받은 발모 물질 중 하나로 양성 전립선비대증 치료 개발 과정에서 모발 성장 촉진 기능이 밝혀져 탈모 치료제로 사용 중이다. 양성대조군이란 효과가 입증된 물질을 사용하여 효과가 있음이 예상되는 대조군을 말한다. ‘코나루스 세미데칸드러스‘ 추출물은 탈모 진행의 주요 호르몬인 테스토스테론의 전환에 관여하는 효소(5-알파 환원효소)의 활성을 억제하고, 모발의 생성 및 성장에 영향을 미치는 모유두세포의 생존 및 증식과 관련된 단백질의 발현을 변화시키는 것으로 나타났다. 5-알파 환원효소란 테스토스테론을 디하이드로테스토스테론(Dihydro testosterone, DHT)으로 전환 시켜 모낭의 생장기 기간 단축 및 모낭의 소형화로 탈모를 유발한다. 모유두세포란 모발의 생성 및 성장에 영향을 미치는 다양한 성장인자를 분비하는 세포를 말한다. 연구진은 이번 캄보디아 야생식물의 탈모 예방 효능 확인을 비롯해 몽골, 라오스, 베트남 등의 자생식물에 대한 탈모 예방 효능 연구도 진행하고 있다. 아울러 관련 연구 결과를 지식재산권(특허 등)으로 등록하고 기업기술이전 등을 통해 관련 국내 생명공학(바이오) 산업계를 지원할 계획이라고 밝혔다. 이병희 국립생물자원관 유용자원분석과장은 “이번 캄보디아 야생식물추출물 활용 연구로 해외 생물자원의 다양한 가치를 발견하고 이를 산업적으로 활용할 수 있도록 우리나라 생명공학 산업계를 적극적으로 지원하겠다”고 밝혔다.
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수소와 질산염 이용해 암모니아 만드는 박테리아 분리 성공▲설푸로스피릴룸(Sulfurospirillum)속 박테리아의 암모니아화 반응 대표결과 / 사진 제공 : 환경부 환경부 소속 국립생물자원관(관장 서민환)은 수소 기체와 물속의 질산염을 이용해 암모니아를 만들 수 있는 박테리아 2종을 최근 분리 배양하는 데 성공했다고 밝혔다. 국립생물자원관은 한국과학기술원(한국연구재단 기초연구실) 윤석환 교수진과 공동으로 올해 초부터 물속의 질산염을 제거할 수 있는 생물자원을 찾던 중, 대전광역시의 하수처리장에서 질산염을 암모니아로 전환하는 박테리아 2종을 확보했다. 이들 박테리아 2종은 '아크로박터(Acrobacter)속'과 '설푸로스피릴룸(Sulfurospirillum)속'으로 수소 기체를 이용해 물속의 질산염을 암모니아로 전환하는 능력을 갖춘 것으로 나타났다. 연구진은 이번에 분리한 박테리아 2종이 국내외 최초로 자연환경 조건에서 별도의 유기물을 공급하지 않아도 수소 기체로 호흡(혐기성 미생물)하여 질산염을 암모늄이온(NH4+)으로 전환할 수 있는 것으로 확인했다. 박테리아를 이용해 초소량의 수소로 질산염을 제거하면서 암모니아(NH4)를 만들어내 질소비료를 지속적으로 생산할 수 있는 것이다. 과거 전기촉매 방식이나 미생물을 이용해 질산염을 암모니아로 변환하여 질소비료를 생산하는 방법들이 시도되었으나, 복잡한 반응조건(극산성, 고질산염 등), 별도의 유기물을 지속적으로 공급해야 하는 문제 등으로 현장에서 활용하기 어려웠다. 연구진은 이번 박테리아 2종이 기존 질소비료를 대체하기 위한 원천소재로 활용될 수 있다고 보고 관련 특허출원도 앞두고 있다. 특히 이번 연구는 태양광 등 재생에너지로 생산된 수소(그린수소)와 박테리아를 이용해 물속의 질산염을 제거하면서 질소비료를 생산할 수 있다는 가능성을 제시했다. 이는 탄소배출저감 및 수계 부영양화 방지에 도움을 주며 자연계에서 활용성이 높은 기술을 찾았다는 의의가 있다. 이병희 국립생물자원관 유용자원분석과장은 "우리나라 생물자원이 가지고 있는 유용한 가치를 탐색하여 확보된 생물자원이 저탄소 녹색기술 개발에 활용될 수 있도록 연구에 박차를 가하겠다"라고 밝혔다.
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바이오플라스틱 소재 만드는 미생물 분리 성공환경부 소속 국립생물자원관(관장 서민환)은 포름산염을 먹이로 삼아 고부가가치 바이오플라스틱 소재를 생산하는 미생물 2종을 최근 분리 배양하는데 성공했다고 밝혔다. 분리 배양한 미생물은 슈도모나스(Pseudomonas)속 2종으로 확인된다. 바이오 플라스틱이란 식물, 미생물 등으로부터 만들어진 플라스틱을 뜻하며 자연상태에서 석유로 만들어진 플라스틱보다 쉽게 분해된다. 개미산이라고 불리는 포름산염(폼산염)은 수소, 탄소, 산소로 이뤄진 산성 액체(카복실산, CH2O2)다. 최근 이산화탄소(CO2)와 수소(H2) 기체를 합성해 포름산염으로 전환하는 온실가스 저감 기술(탄소 포집 및 활용·저장)이 주목받고 있다. 국립생물자원관은 일부 미생물이 '탄소 포집 및 활용·저장 기술 (CCUS)'로 발생한 포름산염을 섭취해 바이오플라스틱을 생산할 수 있다는 점에 착안해 올해 초부터 고려대학교 및 원광대학교 연구진과 연구를 추진했다. 연구진은 이들 2종의 미생물을 국내 하천 및 저수지 등에서 찾아냈으며, 기존에 알려진 메탄올자화균 메틸로러브럼(Methylorubrum)보다 5배 이상의 포름산염을 섭취해 바이오플라스틱을 생산하는 것을 확인했다. 이들 균이 생산하는 바이오플라스틱 소재는 폴리하이드록시부티레이트(Polyhydroxybutyrate, PHB)로 석유로 만든 일반 플라스틱과 성질이 비슷하지만 자연상태에서 쉽게 분해되는 장점을 갖추고 있으며 화장품 용기나 재활용 플라스틱, 수술용 봉합사 등의 제작에 쓰이고 있다. 연구진은 고부가가치 화합물인 바이오플라스틱 소재를 생산하는 이들 미생물의 유전체를 분석할 예정이며, 이를 통해 최적의 포름산염 활용 기술을 개발할 계획이다. 이병희 국립생물자원관 유용자원분석과장은 "온실가스 저감을 통한 탄소중립 달성에 기여할 수 있도록 포름산염 활용 미생물을 이용한 바이오플라스틱 소재 생산 기술 개발에 박차를 가하겠다"라고 밝혔다.