▲ 충북대 이성근 교수 연구팀, 질소순환 미생물의 새로운 생존 전략 규명

충북대학교(총장 직무대리 박유식) BK21 인류세 생명시스템 교육연구단 이성근 단장(미생물학과 교수) 연구팀이 환경 조건에 따라 아질산 이용 전략을 바꾸는 질산화 미생물의 새로운 생리적 적응 메커니즘을 규명했다.

이성근 교수와 이의주 박사후연구원, 제주대 ‘BK21 아열대생물자원을 활용한 바이오헬스/혁신신약 교육연구단’ 정만영 부단장으로 구성된 공동 연구팀은 아질산 산화 미생물이 환경의 pH와 질소 농도에 따라 아질산 이용 전략을 조절해 생존할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

최근 농업 생산성 향상을 위해 질소 비료 사용이 증가하면서 토양과 수계에서 질소 순환 변화와 온실가스 배출 문제가 주요 환경 이슈로 떠오르고 있다. 특히 질소 순환 과정 중 아질산을 질산으로 전환하는 ‘아질산 산화’ 단계는 질소 유출로 인한 환경 오염과 아산화질소(N₂O) 배출을 조절하는 핵심 과정으로 알려져 있다.

연구팀은 질산화 미생물이 토양 산성화나 비료 시비 등 환경 변화에 따라 아질산 이용 전략을 능동적으로 조절한다는 사실을 확인했다. 이는 질소 순환 미생물이 주변 환경에 맞춰 활성과 기능을 조절할 수 있음을 보여주는 중요한 증거로, ‘질산화 미생물의 기질 이용 능력은 환경 조건에 따라 변하지 않는다’는 기존 통념에 새로운 시각을 제시한 결과다.

연구팀은 이번 발견이 토양 산성화와 비료 사용 증가가 지속되는 상황에서 질소 순환 미생물의 환경 적응 과정을 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 보고 있다. 또한 지속가능한 농업 관리와 질소 순환 예측, 온실가스 배출 관리 전략 고도화에도 기여할 것으로 기대된다.

한편 이번 연구는 유럽과 국제 공동 연구를 통해 수행된 성과로, 한국연구재단 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 미생물 생태 분야 세계적 학술지인 The ISME Journal(IF 10, JCR 상위 2.2%)에 ‘Kinetic plasticity of nitrite-oxidizing bacteria containing cytoplasmic nitrite oxidoreductase’라는 제목으로 지난 3월 4일(수) 온라인 게재됐다.

곽재근 기자  news@jbfocus.co.kr

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