생태계에서의 토양 고세균의 역할을 이해하여 미래 기후변화에 대응하기 위한 중요한 자료로 활용될 것으로 기대된다.

충북대학교 미생물학과 이성근 교수가 주도하고, 정만영 박사과정 연구원(제1저자)이 수행한 이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 일반연구자지원사업(기본연구)의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 네이처 자매지 ISME J 온라인판 11월 14일자에 게재됐다. (논문명: Isotopic signatures of N2O produced by ammonia-oxidizing archaea from soils)

미생물의 대사산물로 대기로 방출되는 아산화질소 가스는 토양을 기반으로 하는 인간의 다양한 농업활동으로 인해 급속히 증가하고 있는데 기후변화를 유발할 수 있어 아산화질소 가스의 방출을 억제하려는 연구가 활발하다.

연구팀은 독일 웰(Well) 박사 연구팀과 공동으로 토양에 널리 서식하는 고세균이 암모니아를 이용하여 에너지를 만들며 성장하는 질산화 과정에서 아산화질소 가스를 만든다는 사실을 알아냈다.

아산화질소 가스의 새로운 발생원이 밝혀짐에 따라 지구온난화와 오존층 파괴에 대처하기 위한 연구에 새로운 전기를 마련할 것으로 기대된다.

일반적으로 일반 토양이나 해양에서 발생하는 아산화질소는 대부분 질산화 세균에서 만들어지는 것으로 알려져 있었다.

하지만 연구팀에 따르면 다양한 토양환경에서 질산화 세균보다 더 많이 번식하고 있는 고세균이 아산화질소 가스 발생에 더 많은 영향을 미칠 수 있다는 것이다.

아산화질소 가스의 동위원소 분석을 통해 발생원에 따른 미세한 동위원소 조성 차이를 포착하는 방법을 이용했다.

그 결과 고세균이 아산화질소를 만드는 두 가지 경로를 확인하고 그 비율이 고세균의 종류와 성장조건에 따라 변할 수 있음을 밝혀냈다.

이성근 교수는 “토양 질소순환에 결정적인 역할을 하는 질산화 고세균의 특성 규명으로 아질산 유출에 의한 지하수 오염, 지표수 부영양화 등에 대한 해결책 마련에도 도움을 줄 것”이라고 밝혔다.