The smallest solution to one of our biggest problems - Tierney Thys & Christian Sardet

번역: Seohee Kim 검토: Hyeona Seo

At this very moment, almost everything around you is being eaten.

지금, 이 순간에도

여러분 주변의 대부분은 무언가에 먹히고 있습니다.

Invisible to the naked eye, organisms called microbes swarm every surface.

맨눈에는 보이지 않지만

미생물이라 불리는 생명체들이 곳곳에 바글거리고 있거든요.

Hordes of bacteria, archaea, and fungi have evolved to produce powerful enzymes

박테리아, 고세균, 곰팡이 등의 미생물 무리는

강력한 효소를 생산할 수 있게 진화했는데요,

that break down tough organic material into digestible nutrients.

이 효소는 단단한 유기물을 분해하여 가소화 영양소를 만들어냅니다.

But there’s one particularly widespread type of material

그런데 광범위하게 쓰이는 소재이면서도

that almost no microbes can biodegrade:

대부분의 미생물이 유독 생분해하지 못하는 소재가 있어요.

plastics.

바로 플라스틱입니다.

To make most plastics, molecules from oil, gas and coal are refined

대부분의 플라스틱을 만들 땐

원유, 천연가스, 석탄에서 추출한 분자를 가공하여

and turned into long, repeating chains called polymers.

반복적으로 길게 연결된 형태의 중합체(polymer)로 변형시킵니다.

This process often requires temperatures above 100˚C, incredibly high pressure,

이 과정에서는 보통 섭씨 100도 이상의 고온과

엄청난 고압, 다양한 화학 처리 방식도 필요합니다.

and various chemical modifications.

The resulting man-made polymers are quite different

이렇게 해서 인간이 만든 중합체는

자연에서 발견되는 중합체와는 꽤 차이를 보입니다.

from the polymers found in nature.

And since they’ve only been around since the 1950s,

인간이 만든 중합체는 고작 1950년대에 탄생했기에

most microbes haven’t had time to evolve enzymes to digest them.

대부분의 미생물은 이를 분해할 효소를 진화해낼 시간이 없었어요.

Making matters even more difficult,

게다가 엎친 데 덮친 격으로

breaking most plastics’ chemical bonds requires high temperatures

대부분 플라스틱의 화학 결합을 해체하려면

comparable to those used to create them—

제조 과정에서의 온도보다 더 높은 고온이 필요하고

and such heat is deadly to most microbes.

이 정도의 고온은 대부분의 미생물에게 치명적입니다.

This means that most plastics never biologically degrade—

즉, 대부분의 플라스틱은 절대 생분해될 수 없다는 뜻이고

they just turn into countless, tiny, indigestible pieces.

그저 분해되지 않는, 작고 수많은 조각으로 쪼개질 뿐이에요.

And pieces from the most common plastics like Polyethylene, Polypropylene,

그리하여 가장 많이 쓰이는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌,

and Polyester-terephthalate have been piling up for decades.

테레프탈산 폴리에스터와 같은

플라스틱에서 나온 조각들은 수십 년 동안 지구에 쌓여왔어요.

Each year humanity produces roughly 400 million more tons of plastic,

매년 인류는 약 4억 톤의 플라스틱을 계속 생산해내고 있으며

80% of which is discarded as trash.

그중 80%는 쓰레기로 버려집니다.

Of that plastic waste, only 10% is recycled.

이 플라스틱 쓰레기 중에선 오직 10%만이 재활용돼요.

60% gets incinerated or goes into the landfills,

60%는 소각되거나 땅에 매립되고,

and 30% leaks out into the environment

나머지 30%는 자연으로 유출되어서

where it will pollute natural ecosystems for centuries.

수백 년간 자연 생태계를 오염시킵니다.

An estimated 10 million tons of plastic waste end up in the ocean each year,

추정키로 매년 1,000만 톤의 플라스틱 쓰레기가 바다로 흘러 들어가

mostly in the form of microplastic fragments that pollute the food chain.

미세 플라스틱 형태로 쪼개져 먹이 사슬에 심각한 영향을 끼칩니다.

Fortunately, there are microbes that may be able

다행히도, 이 문제의 커지는 심각성을 완화할 수 있는 미생물들이 존재해요.

to take a bite out of this growing problem.

In 2016, a team of Japanese researchers sampling sludge

2016년, 일본의 한 연구진이

페트병 재활용 공장에서 배출된 쓰레기의 샘플에서

at a plastic-bottle recycling plant discovered

이데오넬라 사카이엔시스 201-F6라는 미생물을 발견합니다.

Ideonella sakaiensis 201-F6.

This never-before-identified bacterium contained two enzymes

한 번도 발견된 적 없는 이 박테리아는 두 개의 효소를 가지고 있었고

capable of slowly breaking down PET polymers

두 효소는 비교적 낮은 온도에서 천천히 PET 중합체를 분해할 수 있었습니다.

at relatively low temperatures.

Researchers isolated the genes coding for these plastic-digesting enzymes,

연구진은 플라스틱을 분해할 수 있는 두 효소의 염기서열을 분리해냈고

allowing other bioengineers to combine and improve the pair—

이어 다른 생명공학자들이 이 둘을 결합하고 성능을 향상해

creating super-enzymes that could break down PET up to 6 times faster.

PET 분해 속도가 최대 6배 증가한 슈퍼효소를 탄생시켰죠.

Even with this boost,

분해 속도를 높이긴 했지만 실험실에서 자란 이 효소들은

these lab-grown enzymes still took weeks to degrade a thin film of PET,

아주 얇은 PET 필름을 분해하는 데에만 수 주가 걸리고,

and they operated best at temperatures below 40˚C.

그나마도 섭씨 40도 이하일 때 가장 효율이 높았습니다.

However, another group of scientists in Japan had been researching

한편, 일본의 또 다른 과학자들은

퇴비에서처럼 고온의 환경에 적응한 박테리아 효소를 연구하고 있었어요.

bacterial enzymes adapted to high temperature environments

like compost piles.

And within one particularly warm pile of rotting leaves and branches,

그중 썩은 나뭇잎과 나뭇가지로 구성된, 유독 따뜻했던 한 퇴비 더미에서

they found gene sequences for powerful degrading enzymes

한 강력한 분해 효소의 유전자 염기서열을 찾아냈고

known as Leaf Branch Compost Cutinases.

이는 나뭇잎 퇴비 큐틴 분해효소였어요.

Using fast-growing microorganisms,

또 다른 연구진은 번식 속도가 빠른 미생물들을 활용하여

other researchers were able to genetically engineer

유전자를 조작해 다량의 큐틴 분해효소를 만들어냈습니다.

high quantities of these enzymes.

They then enhanced and selected special variants of the Cutinases

이후 분해효소의 성능을 향상시키고, 특정 변이를 골라냈어요.

that could degrade PET plastic in environments reaching 70˚C—

섭씨 70도에 육박하는 환경에서도 PET 플라스틱을 분해하는 변이를요.

a high temperature that can weaken PET polymers and make them digestible.

섭씨 70도는, PET 중합체를 약화해 분해를 가능케 하는 높은 온도예요.

With the help of these and other tiny diehards,

이 변이를 포함한 작지만 강철같은 미생물들 덕에

the future of PET recycling looks promising.

PET 재활용의 미래는 밝아 보입니다.

But PET is just one type of plastic.

하지만, PET는 플라스틱의 한 종류일 뿐이에요.

We still need ways to biologically degrade all the other types,

우린 여전히 다른 종류의 플라스틱을 생분해하는 방법도 찾아내야 합니다.

including abundant PEs and PPs

특히 제일 많이 사용되는 PE와 PP 종류들이요.

which only begin breaking down at temperatures well above 130˚C.

이 둘은 섭씨 130도를 훌쩍 뛰어넘는 온도에서만 분해가 가능합니다.

Researchers don’t currently know of any microbes or enzymes

과학자들은 아직은 이 정도의 온도를 견딜 수 있을 정도로

tough enough to tolerate such temperatures.

튼튼한 미생물이나 효소를 찾지 못했어요.

So for now, the main way we deal with these plastics

때문에, 현재로선 폐플라스틱을 감당해낼 방법은

is through energy-intensive physical and chemical processes.

고에너지를 사용하는 물리적, 화학적 처리 과정뿐입니다.

Today only a small fraction of plasticwaste

아직은 플라스틱 쓰레기 중 아주 작은 일부만이

can be biologically degraded by microbes.

미생물들에 의해 생분해될 수 있어요.

Researchers are looking for more heat-tolerant plastivores

과학자들은 강한 열 내성을 갖춘 플라스틱 처리 미생물을 찾고 있죠.

in the planet’s most hostile environments

지구상 가장 극한의 환경에 서식하는 미생물을요.

and engineering better plastivorous enzymes in the lab.

또한 실험실에서는 성능이 더 좋은 플라스틱 분해 효소를 만들고 있습니다.

But we can’t rely solely on these tiny helpers to clean up our enormous mess.

하지만 인간이 만든 거대한 양의 플라스틱 쓰레기를 처리하는데

이 작은 생명체들의 도움에만 기댈 수는 없습니다.

We need to completely rethink our relationship with plastics,

우리는 플라스틱 사용에 대해 다시 생각해볼 필요가 있습니다.

make better use of existing plastics,

이미 만들어진 플라스틱은 더 효율적으로 활용하고,

and stopproducing more of the same.

같은 플라스틱 제품 생산을 멈춰야 합니다.

And we urgently need to design more environmentally friendly types of polymers

또 하루빨리 환경친화적 중합체를 개발해야 해요.

that our growing entourage of plastivores can easily break down.

나날이 커지는 미생물 플라스틱 분해단이 더 편하게 일할 수 있도록요.