해양 미세플라스틱 위해성 평가 기술 개발 (해수부과제, 2022-2026) 

플라스틱 사용량이 증가함에 따라 해양으로 유입되는 플라스틱 쓰레기도 증가하고 있다. 유입된 플라스틱은 UV, 파도 등에 의한 물리화학적 변화로 5mm 이하의 미세플라스틱으로 잘게 쪼개져 해양 생물이 먹이로 오인하여 섭취를 하면 성장 장애, 번식력 저하, 감염, 폐사 등 다양한 건강상의 유해한 영향을 미치게 된다. 생물에 축적된 미세플라스틱은 먹이사슬을 통해 상위영양단계로 농축될 수 있으며, 결국 인체의 건강까지 위협할 수 있는 요인으로 작용할 수 있다. 

본 연구에서는 유엔 플라스틱 오염 대응 협약에 대비하여 국내 해양에 서식하는 다양한 생물 (동물 플랑크톤, 어류, 이매패류, 새우 등)에 대한 형태 및 크기별 미세플라스틱의 급성 및 만성 독성 영향을 평가하여 우리나라의 미세플라스틱 해양 권고 기준을 마련하고, 미세플라스틱의 체내 동태 및 세대전이, 다중 오믹스 (전사체 및 대사체) 분석을 통한 분자 수준에서의 독성기전을 밝히는 연구를 수행하고 있다. 또한 미세플라스틱 제조를 위해 첨가되는 각종 첨가물 (plastic additives; HBCD, bisphenols, phthalates)과 UV나 풍화를 거쳐 aging 과정을 통해 표면의 특성이 변화된 미세플라스틱의 생물영향기전 연구를 통해 플라스틱이 장기적으로 해양 생태계 및 해양 생물에 미치는 영향을 포괄적으로 이해하고자 한다.

Metagenomics를 이용한 숙주-미생물 상호작용을 통한 플라스틱 분해 기전 연구 및 플라스틱 분해 미생물 발굴 (한국연구재단 중견연구, 2023-2025)

전세계적으로 플라스틱 사용량의 증가로 인한 플라스틱 쓰레기가 급증하면서 우리나라 해안에서도 PET와 같은 플라스틱이 다수 검출되고 있다. 섭취된 플라스틱은 생물의 위장관을 지나면서 손상을 유발하면서 장내미생물군의 구조와 조성을 변화시킬 수 있다. 장내미생물은 숙주의 다양한 생리적 기능, 성장과 발생, 면역 작용과 특정 영양소의 공급 등 중요한 역할을 담당하고 있어 이러한 장내미생물의 변화는 숙주의 건강과 밀접하게 연결되어 있다. 특히 플라스틱을 섭취하는 곤충 및 등각류 등의 장내 미생물이 플라스틱을 분해할 수 있다는 보고가 되고 있어 다양한 플라스틱 분해능을 갖는 미생물의 원천장소로 알려져 있다. 

본 연구에서는 해안가에 서식하는 쓰레기 섭식자인 등각류를 플라스틱 오염도가 높은 지역과 상대적으로 깨끗한 지역에서 각각 채집하여 플라스틱 오염에 따른 두 집단의 장내 미생물 군집의 변화를 분석하고, 실험실에서 플라스틱 노출 실험을 통해 장내 미생물 군집의 변화와 숙주 생물의 생리적, 분자적 변화와의 상관관계를 분석하고 있다. 나아가  등각류의 장내 미생물로부터 플라스틱 분해능이 높은 미생물을 발굴하고 이들의 플라스틱 분해기전을 연구하고 있다.