제목 | 작지만 아름다운 미래의 보물 |
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날짜 | 2011-07-06 박진우 등(jwpark@korea.kr) |
평점 | 4.29점/5점만점(rda.go.kr회원7분이평가한점수입니다.) |
요약 | 약 38억 년 전 지구상에 가장 먼저 나타난 생명체인 미생물은 오랫동안 인류의 발전과 함께 식품으로 혹은 약재로서 이용되어 오다가 현재는 산업이나 의약소재로서 중요한 위치를 차지하고 있다. 이러한 보물을 잘 활용하기 위해서는 |
목차 | <<요 약>> Ⅰ. 미생물이야기 ...................... 1 Ⅱ. 작고 아름다운 미래의 보물 .... 8 Ⅲ. 시사점................................17 |
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미생물은 육안으로 볼 수 없는 작은 생명체로서, 바이러스, 세균, 균류, 조류, 원생동물로 분류된다. 생명체가 살기 어려웠던 지구에 가장 먼저 출현하여 CO2와 태양광을 이용하여 산소를 만들어 지구 환경을 변화시키고, 직접 동·식물로 발전되어 현재의 지구를 만든 것이 바로 미생물이다.
이로운 종류가 훨씬 많을 뿐 아니라 생태계에서 다양한 기능을 담당하고있어 미생물 없이는 생명체의 생존이 불가능
조류는 색깔에 따라 홍조류(김 등), 갈조류(다시마 등), 녹조류(미역 등)로 구분
남조류가 배출한 탄산칼슘으로 만들어진 38억년 된 스트로마톨라이트가 호주 shark bay에서 살아있는 화석으로서 발견
식초(vinegar)는 '포도'라는 뜻의 'vin'과 '시다'는 의미의 'aigre'라는 프랑스어에서 유래
술값은 곡식으로, 외상은 추수 후에 갚는 등의 4개 조항이 기록
콩을 발효시킨 메주는 곰팡이와 고초균의 종류에 따라 집집마다 맛이 다르며, 청국장과 낫토는 균의 종류에 따라 전혀 다른 음식으로 변모
남극, 화산지대 등 극한지역에 서식하는 미생물은 고온·고압이나 유기용매 등의 조건에서도 정상적으로 생활
1520년경 인구 2,000만 이상이던 아즈텍 문명은 천연두에 의해 멸망
페니실린 등 항생제 시장(256억 달러), 발효물질(95), 효소(42) 등
효소 410억 원, 항생제 3,862, 단백질 2,482, 농업미생물 제제 100억 원의 시장을 형성하고 있으며, 발효식품 시장 규모는 약 3조 8,000억 원
미생물 농약 시장 규모: (’05) 24.7억 원 → (’10) 47.3억 원
’10년에만 산업폐수 117만 톤, 음식폐기물 110만 톤, 하수 오니 109만 톤, 가축분뇨 106만 톤을 해양에 투기(’11.6.28., 아시아투데이)
우리나라는 ’13년까지 가축 분뇨를 이용한 바이오가스 플랜트 시설 15개소를 설치하여 바이오가스 생산·공급 예정
개똥으로 밝히는 도시의 가로등
미국 매사추세츠 주의『Park Spark Project』
MIT대와의 공동 연구로 개의 분변을 메탄으로 바꾸는 메탄 다이제스트 장치를 개발
개의 분변을 분해하는 과정에서 방출된 메탄을 전기에너지로 바꿔 공원의 가로등을 점등
적조에 의한 양식생물 집단폐사로 국내에서도 매년 100억 원 이상의 피해가 발생하며, 적조 구제용 황토 살포로 인한 환경 파괴도 심각
2010년 멕시코만 기름 유출 사고의 해결사
사고해역에서 기름을 분해하는 새로운 미생물이 발견
’10년 4월 영국 BP사의 원유 시추시설 폭발로 5개월간 총 490만 배럴의 원유가 유출(딥워터 호라이즌 사고)
유출된 원유로 미국 남동부 950km의 해안선이 오염
산소를 많이 소모하지 않으면서도 원유(탄화수소)를 매우 빠른 속도로 분해하는 미생물이 인근 해저에서 발견되어 오염지역 회복에 활용
곡물로 만드는 바이오에너지는 곡물가격 상승 등 식량 부족문제를 야기할 수 있다는 우려에 따라 곡물을 사용하지 않는 바이오에너지 개발 연구가 시작
석유 없이 사는 마을, 오스트리아 무레크(Mureck)
에너지 농사를 짓는 농민들이 모여 사는 세계 최초 에너지 자립 마을
폐식용유로 만든 바이오디젤 주유소, 나무칩을 이용한 지역 난방회사, 가축 분뇨로 전기를 생산하는 지역전기 회사를 통해 에너지 자립도 170%를 달성
미국 등 선진국을 중심으로 미생물살충제 50여종, 미생물살균제 100여종, 바이러스성 살충제 30여종 등이 판매 중
'11년 7월부터 사료용 항생제 사용금지로 미생물 사료첨가제에 대한 관심이 고조
미국의 녹색화학 대통령상 수상작이 농약?
'03년 수상작은 기존 화학농약을 대체할 수 있어 환경부하를 줄이고 잔류독성이 없는 미생물 농약 ‘Serenade’
미국 환경보호국(EPA) 주관으로 환경 분야의 업적을 기려 매년 대통령이 직접 수여하는 권위있는 상
흰가루병, 잿빛곰팡이병 등에 효과가 있어 미국, 칠레, 일본, 유럽 등지에서 연간 400억 원 정도의 매출을 기록
사막을 녹지로 만드는 미생물
탄산칼슘 형성 미생물을 이용하여 사막에 물을 담아 둘 수 있는 구조를 형성
사막은 비가 오거나 물을 인위적으로 가두어두어도 시간이 흐르면 모두 지하로 스며들어 담수화(湛水化)가 곤란
탄산칼슘 형성 미생물을 활용하면 사막을 자연적으로 굳게하여 물을 가둘 수 있고, 나무심기와 연계하면 사막화 방지 효과가 극대화
‘제10차 생물다양성협약당사국 총회’(’10, 일본)에서 타국의 생물 유전자원 사용 시에 제공국에 승인을 받고 발생한 이익은 공유한다는 의정서를 채택
화학공정에 의한 자일리톨의 생산수율은 50~60%에 불과하며, 촉매로 사용하는 유해 중금속 니켈의 재처리 비용이 증가
1만 배의 부가가치, 당뇨병 치료제 ‘보글리코스’
미생물을 이용해 kg당 20달러인 벼 잎집무늬마름병 방제용 전문약제인 ‘발리다마이신’을 ‘보글리코스’로 전환
국내 제약사가 당뇨병 치료제로 개발한 ‘보글리보스’는 kg당 20만 달러로 무려 1만 배의 부가가치를 창출
시판 첫해부터 100억 원대의 매출을 달성
‘네이처’지에 게재된 바이오수소 생산 세균
국내 연구진에 의하여 수소를 생산하는 세균의 생산기작을 구명하여 바이오수소의 생산 가능성을 확인
해양 신종세균에 의한 수소와 생체에너지 생산기작을 세계 최초로 규명하여 ‘네이처’에 게재(’10, 해양연)
바이오수소 생산 단가는 기존 방식의 절반 수준인 1kg당 2달러로 미래 수소생산 주도권 경쟁에 청신호를 제시
세계의 대표적인 미생물자원센터와 보유 미생물 자원 수(’10)
자원센터 | 국가 | 보유자원 종류 | 보유자원수 |
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KACC | 대한민국 | 세균, 곰팡이, 버섯(농업, 식품) | 18,000 |
NRRL | 미 국 | 곰팡이, 효모, 세균 | 83,000 |
ATCC | 미 국 | 세균, 곰팡이, 조류, 세포주, 유전자 | 72,000 |
CBS | 네덜란드 | 곰팡이, 세균 | 60,000 |
DSMZ | 독 일 | 세균, 곰팡이 | 40,000 |
NBRC | 일 본 | 곰팡이, 방선균, 세균, 유전자 | 23,000 |
바이오산업 분야별 국내 판매액, 수출액 및 수입액(’09)
대분류 | 중분류 | 국내생산 | 수입액 | ||
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국내 판매액 | 수출액 | 합계 | |||
바이오의약 | 항생제 | 1,164 | 1,296 | 2,460 | 263 |
동물약품(생균제 포함) | 1,117 | 2,660 | 3,778 | 332 | |
바이오화학 | 바이오고분자 | 297 | 255 | 553 | 186 |
산업용 효소 및 시약류 | 58 | 13 | 72 | 256 | |
연구·실험용 효소 및 시약류 | 482 | 250 | 732 | 622 | |
바이오화장품 및생활화학제품 | 803 | 56 | 859 | - | |
바이오농약 및 비료 | 665 | 6 | 672 | 23 | |
바이오식품 | 아미노산 | 35 | 339 | 374 | 33 |
발효식품 | 74 | 50 | 124 | - | |
사료첨가제 | 2,839 | 7,224 | 10,064 | 186 | |
바이오환경 | 환경처리용 미생물제제 | 911 | 51 | 963 | 5 |
미생물고정화소재 및 설비 | 165 | 0 | 165 | 21 | |
바이오환경제제 및 시스템 | 446 | 7 | 454 | - | |
바이오전자 | DNA 칩 | 157 | 2 | 159 | 40 |
바이오공정 및 기기 | 바이오반응기 | 160 | 52 | 212 | 75 |
바이오공정 및 분석기기 | 728 | 199 | 927 | 1,842 | |
바이오에너지 및 자원 | 바이오연료 | 402 | 0 | 402 | 65 |
합 계 | 10,503 | 12,460 | 22,970 | 3,949 |