환경부 소속 국립환경과학원(원장 금한승)은 첨단기법을 이용한 퇴적층 유해남조류 분석을 위해 속 특이적(genus-specific) 유전자 마커를 개발하고, 유전자 기반의 정성․정량 분석법을 최근 구축했다고 밝혔다.

▲ 퇴적층에 존재하는 유해남조류 형태적 특징

여름철에 주로 발생한 녹조(남조류)는 하천이나 호소 퇴적층으로 침강한 후 사멸하거나 일부는 휴면포자(세포) 상태로 월동하며 이듬해 다시 물에 떠올라 녹조를 일으킬 수 있다.

그러나 퇴적층에 존재하는 유해남조류는 토양 입자, 유기물 등과 흡착되어 쉽게 구분되지 않아 현미경으로 세포 형태를 구별하고, 밀도를 측정하는 데 한계가 있다.

현재까지 미국과 유럽 등 외국에서도 퇴적층 유해남조류 분석을 위한 표준화된 방법이 없어 이와 관련한 연구가 활발하게 진행되고 있는 단계이며, 국내에서도 이번 정성․정량 분석법 연구를 통해 최초로 유전자 정량분석기(ddPCR, digital droplet PCR)를 활용하여 퇴적층 1그램당 1세포까지 정밀하게 검출할 수 있는 분석 기술을 개발하고, 현장 적용 가능성을 검증했다.

국립환경과학원 연구진이 퇴적층에 존재하는 유해남조류를 분석하기 위해 유전자 기반의 정량분석 방법을 적용한 결과, 초기 접종 세포 수 대비 마이크로시스티스는 86%, 아파니조메논 98%, 아나베나 97%의 높은 검출 효율을 보였다.

이 기법은 물리적 전처리와 현미경 관찰을 중심으로 한 기존 분석법에 비해 정확도와 정밀도가 높고, 많은 시료를 동시에 분석할 수 있는 장점을 가져 현장 적용 가능성이 높은 것으로 나타났다.

▲ 퇴적층 유해남조류 유전자 기반 정성‧정량분석 절차

퇴적층 유해남조류 유전자 기반의 정성·정량 분석법은 첨단 분석기법을 활용한 새로운 접근 방식으로, 국내 하천과 호수에서 수층을 비롯해 퇴적층의 녹조를 입체적으로 관측할 수 있을 것으로 기대된다.

박지형 국립환경과학원 낙동강물환경연구소장은 “이번 연구는 최신 유전자 기술을 활용하여 퇴적층에서 유해남조류를 정밀하게 관측할 수 있는 가능성을 보여준 것”이라며, “향후 낙동강 녹조 발생 우려 지역에 적극 활용하여 녹조 문제 해결을 위한 해법을 마련하겠다”라고 밝혔다.