항생제 내성의 전이를 줄일 수 있는 새로운 대체 비료 공급원이 나왔다. 바로 숙성된 인간의 소변으로 필요한 영양소가 풍부하다.

이번 실험을 주도한 미시간대학 연구팀은 99%의 항생제 내성 유전자를 제거하기 위해 인간의 소변을 몇 개월간 밀폐용기에 보관했다. 다만 암모니아 같은 영양소는 제거하지 않았다. 연구팀은 새로운 접근법이 항생제 내성 위기와 폐수의 영양 오염이라는 2가지 큰 문제를 해결할 수 있을 것으로 전망했다. 이번 결과는 환경과학기술지에 실렸다.

비료는 식물의 성장과 생산성을 위해 화학물질을 함유하는 천연 또는 합성 물질을 의미한다. 지난 수십 년간 식물의 영양분 공급을 위해 사용됐으며, 현재는 인간 공동체의 식량 공급을 지속하는 농업의 필수 부분으로 자리 잡았다.

전통 비료는 보통 퇴비나 거름으로 만들어진다. 지속가능하고 저렴하다는 장점이 있지만, 병원균 확산 및 수역 오염 등의 위험성이 존재한다.

현대 비료는 일반적으로 선택된 변종에 따라 합성 암모니아와 인, 칼륨으로 구성돼있다. 이 비료 역시 농작물의 생산성을 향상시키는 데 사용되지만, 무책임하게 사용할 경우 수로의 영양분 오염을 초래할 수 있다. 해양 생물을 죽일 수 있는 녹조를 유발해 사실상 환경의 불균형을 야기하는 것이다.

중요한 것은 종류에 관계없이 비료를 신중하게 사용해야 한다는 점이다. 제대로 된 관리 없이 비료와 첨가물을 이용할 경우, 항생제 내성과 영양분 오염 등의 문제를 가속화할 수 있다.

이처럼 항생제 내성과 영양분 오염은 농업 분야, 특히 비료의 사용과 관련된 중요한 문제다. 그중에서도 항생제 내성은 동물의 거름과 퇴비를 통한 전통적인 비료와 관련성이 깊다. 감염을 예방하기 위한 목적으로 농장 가축에 항생제가 투여되기 때문이다. 분뇨에는 항생제 잔류물과 항생제 내성 유전자가 함유된 박테리아 등이 번식할 수 있다. 분뇨가 비료로 변하면, 유전자와 잔여물이 토양 전체로 퍼지게 된다.

연구팀은 오래된 소변을 이용해 항생제 내성이라는 부작용을 제거할 수 있었다. 연구를 진행한 토목 및 환경공학부 부교수 크리스타 위긴턴은 “조사 결과에 따르면, 소변의 미생물은 소변 속의 세포외 DNA를 매우 빠르게 분해한다”라고 말했다. 이어 “채취한 소변에 박테리아가 있었으며 박테리아가 저장되면서 죽었다는 의미다. 방출된 DNA는 비료가 적용될 때 환경 내 박테리아에 내성을 전가할 위험성이 없다”라고 설명했다.

인간 소변을 몇 달 동안 저장해 숙성시키는 접근법은 와인과 유사한 측면이 있다. 몇 달 동안 저장하면 소변 속의 박테리아가 자연적으로 죽어 유전자가 토양으로 옮겨지지 않는 것이다. 결론적으로, 숙성된 소변으로 얻은 비료는 토양을 오염시키지 않고 영양분을 공급할 수 있으며, 수확 후에도 식물들은 인간에게 이러한 유전자를 전달하지 않는다.

연구팀은 100명 이상 남녀 소변 채취를 통해 실험을 실시해 이론을 입증하는데 성공했다. 모든 참가자에게서 소변을 모아 12~16개월간 저장, 샘플은 오염을 방지하기 위해 용기에 보관하고 밀봉했다. 보관 기간이 지난 후 테스트에 적용됐으며, 그 결과 소변 속의 암모니아는 증가하는 반면 산성은 감소한 것으로 나타났다. 샘플에 있는 대부분의 박테리아는 죽었다. 항생제 내성을 가진 대부분 박테리아는 요로 감염의 병원균으로 확인됐다.

박테리아를 죽인 물질은 바로 암모니아다. 연구팀은 DNA 조각들이 빨리 분해될 수 있는지를 분석한 결과 99%의 유전자가 저장 기간 비활성화된 것으로 발견됐다. 이를 통해 숙성된 소변이 항생제 내성 유전자나 잔류물이 없는 비료를 만드는 데 사용될 수 있다는 것이 증명됐다.

유엔식량농업기구(FAO)의 2018년 비료 보고서에 따르면, 2014~2018년 질소 및 인산염 비료의 소비량은 대부분 지역에서 증가했다. 동아시아의 질소 비료 소비가 29.1%로 가장 높았다. 인산염 비료의 경우 남아시아가 31.3%로 가장 높았고 라틴아메리카와 카리브해 26.1% 동아시아가 19%로 뒤를 이었다.