국립환경과학원, 유전자 기반 정밀 분석으로 첨단 수질관리의 틀을 마련

기후에너지환경부 소속 국립환경과학원(원장 박연재)은 국내 최초로 유전형 기반의 유해남조류 출현과 이동 가능성을 동시에 추적할 수 있는 녹조 유전형 정보집을 구축했다고 밝혔다.

 이번 정보집은 기후변화로 인해 늘어날 것으로 예측되는 녹조 문제를 대응하기 위해 마련되었다. 그간 녹조 감시(모니터링)는 녹조 발생 여부 등을 주로 확인하는 형태 분석 중심이라 녹조가 어디에서 출현하고, 어떻게 이동하는지 등 복잡한 환경 변화에 신속하고 정밀하게 대응하는 데 한계가 있었다. 

이번 정보집은 위와 같은 한계를 극복하기 위해 첨단기술 기반의 차세대 염기서열분석기법을 활용하여 낙동강에서 주로 출현하는 유해남조류 유형을 유전자 수준으로 분석했다.

  * 수백만~ 수십억개의 DNA 조각을 동시에 읽어내는 분석 기술

 또한 유해남조류 유전자 정보를 수계별, 시기별, 지점별 등 체계적으로 구분하여 미세한 녹조 변동까지 구조적으로 파악할 수 있도록 수질관리의 새로운 접근 가능성을 제시했다. 정보집은 낙동강 수계의 주요 유입 지류와 본류, 퇴적층에서 발생하는 유해남조류를 대상으로 유전자 염기서열 빅데이터를 확보했다. 

 * (원시데이터(raw data) 51GB) ‘23~’25년, 낙동강 주요 20개 지점의 유해남조류 4개 속(마이크로시스티스, 아나베나, 아파니조메논, 오실라토리아), 약 500만개 염기서열 

 이를 바탕으로 인공지능(AI)의 기계학습(Machine Learning)을 통해 유해남조류의 유사도와 변이 여부도 확인할 수 있도록 했다. 또한 이번 정보집은 누구나 활용할 수 있도록 12월 15일에 물환경정보시스템(water.nier.go.kr)에 공개될 예정이며, 전 세계적으로 표준화된 유전정보 공유 플랫폼*에도 등재될 계획이다. 

 * 미국 국립 생물공학정보센터(National center for biotechnology information): 국내 낙동강에서 출현한 유해남조류 유전정보 디렉토리 별도 구축

 김경현 국립환경과학원 물환경연구부장은 “이번 녹조 유전형 정보집 구축으로 녹조 조기 탐지와 미세한 변화 해석이 한층 정밀해질 것”이라며, “장기 수질데이터와 함께 기후변화에 따른 녹조 변동성을 이해하는 데 중요한 자료가 될 것”이라고 밝혔다.