금 만드는 박테리아? 친환경 채굴로 이어질 과학의 발견 - 영화 같은 과학 이야기
1. 영화 속 장면 같은 이야기의 시작 '금속을 먹고 순금을 만든다?' 마치 판타지 영화의 대사처럼 들리지만, 실제 과학 연구에서 확인된 사실입니다. 독일 마르틴 루터 대학교와 호주 애들레이드 대학교 연구진은 Cupriavidus metallidurans 라는 특이한 박테리아가 독성 금 화합물을 금속 형태의 금 나노입자로 환원하는 현상을 보고했습니다. (PNAS, 2009, Reith et al.) 이 박테리아는 중금속이 가득한 환경, 예를 들어 금광산의 토양이나 광석 표면처럼 다른 생물은 버티기 힘든 곳에서도 살아갑니다. 그리고 그 극한 환경에서 생존하는 과정에서, 독성 금 이온을 무해한 금속 금으로 바꿔 배출하는 놀라운 능력을 지니고 있죠. 이러한 나노입자 형성은 세포 표면·페리플라즘 및 생물막(biofilm)에서도 관찰됩니다. (ES&T, 2013, Fairbrother et al.) 2. Cupriavidus metallidurans – 금 만드는 박테리아의 정체 C. metallidurans 는 2009년 국제 공동 연구를 통해 특히 주목받았습니다. 연구진은 실험실에서 이 박테리아를 금(III) 염 용액에 노출했을 때, 세포의 페리플라즘 등에서 금속 금 나노입자가 에너지 의존적으로 형성 되는 것을 확인했습니다. (PNAS, 2009) 서식 환경: 중금속이 다량 존재하는 광산 토양 내성 능력: 구리, 아연, 금 등 다양한 중금속에 대한 내성 생존 전략: 독성 금(I/III) 이온을 금속 금(Au⁰)으로 환원·침전하여 세포 밖/주변으로 배출 이 능력은 ‘금 생산’이 목적이라기보다, 중금속 독성을 해소하려는 생존 메커니즘의 부산물 로 보는 것이 학계의 일반적 해석입니다. (PNAS, 2009; ES&T, 2013) 3. 금 형성의 생화학적 메커니즘 금 이온 유입 — 금(III) 이온(Au³⁺)이 세포 표면 또는 내부로 들어오며 단백질·효소와 결합해 산화 스트레스를 유발. 산화 스트레스 발생 — ...