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코엔바이오가 취득한 '미생물 이용 방사능 오염물질 제거에 관한 특허' Q&A

 

(조세금융신문=구재회 기자) ㈜코엔바이오(대표 염규진)가 최근 특허청으로부터 토종 미생물을 활용하여 방사능 오염물질(Cs137)의 반감기를 획기적으로 감축하는 원천기술과 관련한 특허를 세계 최초로 취득했다.

 

이번 특허는 우리나라의 전통 발효음식과 자연계에 존재하는 토종 미생물(native microorganisms)을 이용, 방사능 물질 발생 감마선을 저감하여 방사능 물질 처리기간을 단축시킬 수 있는 원천기술이 담겨있는 것으로 알려졌다.

 

특허가 상용화될 경우 인류의 오랜 숙제인 방사능 오염지역 및 오염수 문제의 근본적인 해결에 획기적인 전기가 될 것으로 기대되고 있다.

 

다음은 코엔바이오가 최근 취득한 특허에 대해 Q&A로 자세히 알아봤다.

 

1. 이번 특허의 의미는 무엇인지?

 

▶미생물을 이용하여 방사능 물질을 제거한다는 것은 그 가능성에 대해서는 해외 논문 등을 통하여 주장되고 있으나, 대부분 미생물을 이용하여 방사능물질의 흡착, 농축 처리가 주된 메커니즘. 따라서 실제 실험으로 방사능 물질의 비방사능 물질로의 전환 처리와 그에 작용하는 미생물 균종에 대하여 정확히 규명된 적은 없었다.

 

그러나 이번 특허의 경우 실제 실험으로 미생물을 이용한 방사능물질 처리의 메커니즘과, 관련 미생물 균종을 정확히 규명하였으며, 약 2년 반에 걸친 엄격한 특허 심사과정에서‘산업상 이용가능성’이나 기술의‘신규성’및 ‘진보성’등 특허법(§29)상의 요건을 객관적으로 입증받았다는데 그 의미가 있다.

 

2. 미생물을 이용한 방사능 물질 처리관련 연구를 시작하게 된 계기나 배경은 무엇인지?

 

▶2011년 3월, 일본 후쿠시마에서 발생한 대지진과 이로 인한 후쿠시마 원전 사고로 인하여 태평양 일대가 방사능으로 오염된 사고가 발생했다.

 

이를 계기로 미생물을 이용한 방사능 물질 제거에 관심을 갖게 되었으며, 그해 10월 일본에서 개최된 환경비즈니스 상담회에서 현지 언론과이와 관련한 인터뷰로 기사화된 바도 있다.(2011.10.10. 일본 일간공업신문 등)

 

이후 보유하고 있는 미생물 균주를 이용한 토양복원사업, 오염 물질 처리등 생물환경정화(Bioremediation)에 대한 지속적인 연구와 원천기술을 축적해 왔으며, 이번에 그 결실을 보게 되었다.

 

3. 이번 특허의 상용화 가능성은?

 

▶이번 특허 내용은 우리나라 국립 연구기관과 공동으로 실험한 결과로서 폐원전, 공장, 병원 등 각종 방사능 오염지역 등에서 현장테스트 등을 거쳐 즉시 적용이 가능할 것으로 판단된다.

 

이를 위해 국내외 연구기관, 관련기업 등과 협업하여 추가적인 연구를 진행할 계획이다.

 

또한 이번 특허에 사용된 미생물 균주의 조성물은 병원, 공장 등에서 사용되는 방사선 차폐용품(차폐복, 가운 등) 제조시 사용되는 납을 대체가능한 것으로 확인되었으며(2020년중 관련 특허 출원), 방사선 차폐용품 및 방진복 제조 등을 위하여 현재 해외 관련 기업과 협의를 진행중에 있다.(2020년 하반기 관

련 MOU체결)

 

3-1. 방사선 차폐용품 제조에 활용가능하다고 했는데 미생물 균주의 차폐 효능은 어느 정도인지?

 

▶방사선 차폐율이 높아 차폐용품 제조에 주로 쓰이는 납보다 효능이 더 좋은 것으로 수차례에 걸친 실험결과 나타났으며, 균주의 조성물을 이용한 소재로 차폐복을 만들 경우 원가절감 뿐만 아니라 납보다 훨씬 가볍고 착용이 손쉬워 상용화 가능성이 매우 높을 것으로 예상된다.

 

4. 방사능 물질 처리나 제거와 관련한 국내외 특허 및 연구동향은?

 

▶방사능 물질 처리와 관련한 국내외 연구는 대부분 오염물질의 근본적인 제거가 아닌 보존처리나 밀봉보관, 흡착이나 흡수처리 등과 관련된 내용이다.

 

즉, 세슘과 같은 방사능물질의 근본적인 제거가 아닌 지하 땅속 등 격리된 장소에 밀봉 보관하는 방법이나 흡착제 등을 이용한 방사능 물질 분리 처리에 중점을 둔 연구가 대부분이다.

 

4-1. 몇 년전에 국립 연구원에서 흡착제 등을 이용하여 세슘물질을 처리하는 특허를 받아 관련 내용이 보도된 바 있는데 차이점은?

 

▶현재 세계적으로 세슘을 근본적으로 제거하는 방법이 없기 때문에 우리나라를 비롯 일본 등 주요국에서는 화학물질 등을 이용한 흡착제나 자기장 등을 이용하여 세슘을 흡착하는 기술을 연구중에 있으며 관련내용이 보도 되고 있다.

 

그러나 흡착제의 경우 세슘물질은 제거되는 것이 아니고 자연계에 그대로 남아있기 때문에 고농도 세슘을 포함하고 있는 흡착제의 처리가 또 다른 과제가 되고 있는 등 방사선 물질의 근본적 처리에 한계가 있다.

 

이에 반해, 이번 특허의 경우 미생물을 이용하여 세슘물질을 자연계에서 근본적으로 제거한다는 점이 중요한 차이점이다.

 

5. 미생물이 방사능물질 반감기를 감축시키는 것이 어떻게 가능한 것인지? 생물학적 원소변환은 무슨 의미인지?

 

▶미생물은 생물학적 원소변환, 즉, 생체내 대사작용에 의하여 방사성 물질을 다른 물질로 변환시킨 것으로 분석되었으며, 이것을 가능케 한 원리는 오래전부터 프랑스, 독일 등의 과학자에 의하여 연구되어 왔다.

 

즉, 생체에서 원소가 바뀌는 원리는 1800년대 초반부터 프랑스 화학자 보클랭(Vauquelin)*, Pierre Baranger 등의 과학자에 의하여 연구되어 왔으며, 프랑스의 Louis C. Kervran은 오랜 연구결과를 정리하여 1972년에 "생물학적 원소변환“(Biological transmutation)이라는 저서를 출간한 바 있다.

 

* 1799년 프랑스의 화학자 보클랭(Vauquelin)은 달걀 껍질의 칼슘에 대해 분석하였는데, 닭에게 매일 귀리만을 먹였음에도 달걀 껍질에는 귀리에 함유된 칼슘보다 5배나 많은 칼슘이 생성되었음을 발견.

 

6. 미생물을 이용한 방사능 물질 처리에 대한 선진국의 연구논문이나 연구 사례 등은 없는지?

 

▶미생물을 이용한 방사능 물질 제거는 2000년대 초반부터 러시아, 미국 등을 중심으로 연구를 진행하고 있으며, 그 가능성에 대한 다양한 연구결과가 논문 등으로 발표되고 있다.

 

그러나 연구의 어려움 때문에 대부분 단편적인 내용에 그치고 있으며, 미생물을 이용한 방사선물질의 흡착이나 축적 등과 관련한 내용이 대부분일 뿐만 아니라, 관련 메카니즘도 정확히 입증하지 못하고 있는 실정이다.

 

이에 반해 이번 연구는 비방사능 물질로 빠르게 전환시키는 메커니즘을 실제 실험 및 연구결과로 입증하고, 그 작용원리를 정확한 미생물 균종으로 세계 최초로 입증했다는 점에서 의의가 있다고 하겠다.

 

7. 이번 특허는 세슘137 제거 실험을 중심으로 이뤄진 것으로 아는데, 세슘 외의 다른 방사능물질 제거도 가능한 것인지?

 

▶방사능 오염물질에는 세슘 외에도 요오드, 플루토늄, 제논 등이 있으나, 이중 원자력 발전의 폐기물로 발생하는 것은 주로 요오드와 세슘임. 그러나 요오드는 반감기가 8일에 불과하여 큰 문제가 안되고, 반감기가 30년인 세슘이 가장 위험한 물질로 분류되고 있다.

 

복합 미생물의 작용 메커니즘을 고려할 때 다른 방사능 물질 처리에도 동한 효과가 있을 것으로 추정되며, 앞으로 추가적인 연구를 진행할 계획이다.

 

8. 방사능물질 처리가 가능해질 경우 앞으로 원전의 안전한 이용도 가능한것 아닌가? 정부의 탈원전 정책에 영향을 미칠 수도 있는지?

 

▶탈원전 정책은 원전 가동과정에서 생길 수 있는 각종 대형사고* 발생으로 인한 환경오염을 미연에 막기 위한 것이며, 실제로 주요국의 대형 원전사고는 냉각시스템 마비 등 시스템고장으로 인한 것이 대부분이다.

 

미생물을 이용한 방사능 물질 제거는 원전의 안전한 이용 및 폐기물처리에 도움을 줄 수는 있으나, 원전사고를 막는 것과는 별개의 사안으로 정부의 원전 정책과는 관계가 없다.

 

* 2011년 발생한 후쿠시마 원전사고는 대지진과 거대한 쓰나미로 후쿠시마 원전의 전력공급이 중단되고 이로 인해 냉각시스템이 마비되어 일어났으며, 체르노빌 사고는 출력제어에 실패하여 노심의 열출력이 폭증하면서 발생.

 

9. 이번에 실험한 5만 베크렐의 세슘은 어느 정도의 농도인가?

 

방사능과 관련한 단위에는 베크렐, 그레이, 시버트 등이 있으며, 베크렐은 방사능 세기를 나타내는 지표로서 우리나라 식품허용치가 100베크렐/kg인 점을 감안할 때 5만 베크렐은 초고농도에 해당한다.

 

Bq(베크렐) : 방사능 세기가 어느 정도인지를 나타내는 방사능 단위로서 1베크렐은 ‘1초 동안 1개의 원자핵이 붕괴할 때 방출되는 방사능의 강도’를 의미한다.

 

*우리나라는 모든 식품의 허용기준치를 100베크렐/kg, 일본은 200~500베크렐/kg 이내로 관리.

 

Gy(그레이) : 인체, 생물 등의 대상이 얼마나 많은 방사선 에너지를 흡수했는지 나타내는 방사선 에너지량을 의미한다.

 

* 인체의 경우, 5~10Gy만 쪼여도 치명적이며 12Gy에 노출될 경우 일반 세포의 생존 확률은 약 0.1%에 불과. 방사선이 생체에 미치는 영향을 고려하여 고선량(12Gy), 중선량(6.5Gy), 저선량(1Gy)으로 구분하고 있는데, 일본 나가사키에 투하된 원폭에서 발생한 방사선 세기는 10Gy 정도임.

 

Sv(시버트) : 방사선이 우리 몸에 미치는 영향력이 어느 정도인지를 나타내는 지표를 의미한다.

 

10. ㈜코엔바이오는 어떤 회사인가?

 

▶코엔바이오는 2008년 설립된 자본금 14.6억원의 비상장 바이오벤처기업으로 김치, 청국장 등 우리나라의 전통 발효식품 등에서 추출한 1,500개에 달하는 유익한 유산균 및 고초균, 효모, 방선균 등을 보유하고 있는 천연신약물질 개발 및 미생물 균주 전문기업이다.

 

동사는 김치에서 세계 최초로 류코노스톡 홀잡펠리(Leuconostoc holzapfelii Ceb-kc-003)를 추출하여, 2020년 9월, 식약처 식품원료로 공식 등록한 바 있으며, 동 균주의 발모촉진 및 성기능 개선과 관련, 국내외 특허 10개를 취득했다.

 

이외에도 간, 장기능 개선, 항당뇨/항비만 제품 등 천연신약물질 개발과 희귀 미생물 특허균주(Anammox)를 이용한 생태계 복원사업 등을 펼치고 있다.

 

11. 앞으로의 계획은?

 

국내외 연구기관 등과 협업하여 병원, 공장, 폐원전 주변지역의 방사능 오염물질 제거에 관한 현장실험 등을 진행할 계획이다.

 

또한 균주 조성물을 이용한 방사선 차폐용품 개발을 위하여 추가적인 연구를 계속할 계획이며, 국내외 기업 및 연구소 등과도 제휴할 계획이다.

 

 

 

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