해양 박테리아가 석면 해독에 열을 발생시킵니다

Aug 02, 2023

작성자: 미국 미생물학회 2023년 5월 15일

펜실베니아 대학의 연구원들은 고온 해양 환경의 호극성 박테리아가 석면 독성을 줄이는 데 사용될 수 있음을 발견했습니다. 호열성 박테리아 Deferrisoma palaeochoriense는 석면 독성을 유발하는 주요 구성 요소로 확인된 석면 광물에서 철분을 제거합니다. 또 다른 호열성 박테리아인 Thermovibrio ammonificans는 석면에서 실리콘과 마그네슘을 제거하여 석면의 섬유 구조를 파괴할 수 있습니다.

연구자들은 특정 극한성 박테리아가 석면 광물에서 철, 규소, 마그네슘을 제거하여 석면 독성을 줄일 수 있다는 사실을 발견했습니다. 해독 및 재사용 가능성을 위한 처리 방법을 최적화하려면 추가 분석이 필요합니다.

석면 재료는 강도가 높고 열과 화재에 강하며 전기 전도성이 낮아 한때 주택, 건물, 자동차 브레이크 및 기타 건축 자재에 널리 사용되었습니다. 불행하게도 작은 섬유 입자의 흡입을 통한 석면 노출은 발암성이 매우 높은 것으로 나타났습니다.

이제 처음으로 펜실베니아 대학의 연구자들은 고온 해양 환경의 호극성 박테리아를 사용하여 석면의 독성을 줄일 수 있음을 보여주었습니다. 이번 연구는 미국 미생물학회지인 Applied and Environmental Microbiology에 오늘(5월 15일) 게재될 예정이다.

그들의 연구 대부분은 호열성 박테리아 Deferrisoma palaeochoriense를 사용하여 철의 혐기성 호흡을 통해 석면 광물에서 철을 제거하는 데 중점을 두었습니다. "철은 석면 광물의 독성을 유발하는 주요 구성 요소로 확인되었으며 석면 광물에서 철을 제거하면 독성 특성이 감소하는 것으로 나타났습니다."라고 지구 및 환경 과학 조교수인 Ileana Pérez-Rodríguez 박사는 말했습니다. 펜실베이니아 대학교.

D. palaeochoriense는 또한 광물 구조를 변화시키지 않고 석면에 포함된 철 내에서 전하 이동을 중재하는 것으로 나타났습니다. 그렇게 하면 석면의 전기 전도도가 향상될 수 있다고 Pérez-Rodríguez는 말했습니다.

이러한 관찰을 바탕으로 박테리아는 철분 제거를 통해 석면 독성을 치료하는 데 사용될 수 있습니다. 대안적으로, 전기 전도성의 새로운 특성으로 인해 처리된 석면을 해당 목적으로 재사용할 수 있습니다.

철과 마찬가지로 석면의 섬유질 규산염 구조도 발암성이 있습니다. 석면에서 실리콘과 마그네슘을 제거하면 석면의 섬유 구조가 파괴되는 것으로 나타났습니다. 연구자들은 바이오규소화(biosilicification)라고 알려진 과정을 통해 바이오매스에 실리콘을 축적함으로써 석면 광물에서 이러한 원소를 제거하는 호열성 박테리아인 Thermovibrio ammonificans의 능력을 테스트했습니다.

T. ammonificans는 곱슬섬유를 가진 "구불구불한" 석면이 있을 때 바이오매스에 실리콘을 축적했지만 곧은 섬유를 가진 "각섬석" 석면이 있는 곳에서는 자라지 않았다고 Pérez-Rodríguez는 말했습니다. 다양한 유형의 석면과 미생물-광물 상호 작용 중에 방출되는 다양한 양 및 유형의 원소와 함께 이러한 차이는 “고유한 화학 조성 및 결정 구조를 고려할 때 모든 경우에 적용할 수 있는 단일 솔루션으로 석면 처리에 접근하는 것이 어렵다는 점을 강조합니다. 각 석면 광물과 관련이 있습니다.”라고 Pérez-Rodríguez는 말했습니다.

전반적으로, 이러한 실험은 곰팡이 등을 통한 다른 생물학적 매개 석면 해독과 비교하여 우수한 방식으로 석면 해독을 위한 철, 규소 및/또는 마그네슘의 제거를 촉진했다고 Pérez-Rodríguez는 말했습니다. 그러나 석면을 2차 원료로 해독 및/또는 재사용하는 가장 실용적인 방법을 결정하기 위해 석면 처리를 최적화하려면 추가 분석이 필요합니다.

참조: Jessica K. Choi, Ruggero Vigliaturo, Reto Gieré 및 Ileana Pérez-Rodríguez의 "석면과 호열성 화학석독립영양혐기성 미생물 간의 미생물-미네랄 상호작용", 2023년 5월 15일, Applied and Environmental Microbiology.DOI: 10.1128/aem.02048-22