“생분해성 플라스틱도 안전하지 않다?” 미세플라스틱의 생물 독성 규명

△ 생분해성 PLA 미세플라스틱은 기존 PET 미세플라스틱처럼 물벼룩의 성장을 억제하는 것으로 확인되었다. 다만, 분자 수준의 독성 영향을 나타내는 유전자 발현은 플라스틱 종류에 따라 뚜렷한 차이를 보였다

‘친환경’ 생분해성 플라스틱도 생물의 유전자 발현에 영향을 미칠 수 있다. 고려대학교(총장 김동원) 환경생태공학부 정진호 교수 연구팀이 기존 미세플라스틱과 생분해성 미세플라스틱이 수생생물의 성장을 억제하고 서로 다른 유전자 발현을 유발한다고 밝혔다.

*유전자 발현: 유전 정보(DNA)를 바탕으로 생명 활동에 필요한 단백질이나 기능성 분자(RNA)를 만들어내는 과정 

최근 자연환경에서 분해되지 않아 수많은 폐기물 문제를 일으키는 기존 플라스틱 대신 생분해성 플라스틱이 그 대안으로 주목받고 있다. 그러나 생분해성 플라스틱에서도 미세플라스틱이 발생할 수 있고, 그 독성 영향은 기존 미세플라스틱과 비슷하거나 더 클 수 있다는 연구가 나오고 있다.

연구팀은 기존 플라스틱인 PET(polyethylene terephthalate)와 생분해성 플라스틱인 PLA(polylactic acid)에서 발생한 미세플라스틱이 담수 생태계의 대표적인 동물성 플랑크톤인 ‘큰물벼룩(Daphnia magna)’에 미치는 영향을 비교했다. 특히, 생태독성 분야에서 흔히 사용되는 성장, 생식 등 개체 수준의 독성 지표뿐만 아니라 전사체 분석을 통해 미세플라스틱이 미치는 장기적 영향을 분자 수준에서 규명했다.

*개체 수준의 독성 지표: 생물의 생존·성장·번식 등 겉으로 드러나는 전반적인 생명 활동 변화를 측정하는 기준

*전사체: 생물이나 그 일부에서 유전자 발현된 모든 RNA 분자의 총체

연구 결과에 따르면, 생분해성 PLA 미세플라스틱도 기존 PET 미세플라스틱처럼 수생생물의 성장을 억제할 수 있는 것으로 드러났다. 다만 전사체 분석 결과, 플라스틱 종류에 따라 분자 수준의 독성 영향은 달랐다. 

PLA에 노출된 생물은 활성산소로 인한 세포 손상(산화스트레스)과 이를 해독하려는 체내 방어 유전자들이 광범위하게 활성화됐다. 반면 PET의 경우에는 생체 구조 형성 및 수송(물질 이동) 기능 억제가 두드러졌으며, 전사 및 전사후 조절 과정의 변화가 주로 나타났다.

*전사 및 전사후 조절 과정: 유전 정보(DNA)를 읽고 가공해 세포에 필요한 물질을 합성·통제하는 과정 

본 연구는 미세플라스틱의 독성 영향을 그 기저에 있는 분자적 경로를 통해 설명한다는 점에서 그 의의가 있다. 정진호 교수는 “미세플라스틱이 생물에 일으키는 영향을 규명하기 위해서는 개체 수준의 독성 지표(성장·생식 등)를 분자 수준의 정보(유전자 발현 등)와 통합하여 이해할 필요가 있다”고 밝혔다.

본 연구 성과는 환경과학 분야 국제 학술지인 ‘Environmental Pollution(IF=7.2)’ 온라인에 7월 2일 게재됐다.

*논문명: Different chronic effects of conventional PET and biodegradable PLA microplastics: Insights from apical and transcriptomic responses in Daphnia magna

*DOI: 10.1016/j.envpol.2026.128692

*URL: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2026.128692

이번 연구는 과학기술정보통신부 산하 한국연구재단(NRF)의 지원을 받아 수행됐다. 

[연구진 사진]

△ (왼쪽부터) 고려대 환경생태공학부 정진호 교수(교신저자), 닉 누르히다유 닉 무트(Nik Nurhidayu Nik Mut) 박사(1저자)