KAIST 이상협 교수 연구팀…미생물 기반 바이오 연료 대량 생산 가능

[ 시티저널 허송빈 기자 ] KAIST 생명화학공학과 이상엽 특훈 교수 연구팀이 비식용 바이오매스로 최고 성능의 지방산과 지방산 유도체로 전환하는 미생물 균주와 발효 공정을 개발했다.

이 교수 연구팀은 바이오 디젤 생산을 위해 폐목재, 잡초 등 지구상에서 가장 풍부한 바이오매스 주성분인 포도당에서 지방산과 바이오 디젤로 이용할 수 있는 지방산 유도체를 생산하는 균주를 개발했다.

연구팀은 자연적으로 세포 내 기름을 축적하는 것으로 알려진 미생물인 로도코커스(Rhodococcus)의 배양 조건을 최적화한 뒤 포도당을 섭취해 세포 내 과량의 기름을 축적하게 했다.

이후 선별한 외부 효소를 도입해 효과적으로 기름을 지방산으로 전환, 최고 농도의 지방산 생산 균주를 개발했다.

또 지방산을 두 가지 형태의 바이오 디젤 연료 물질로 효율적으로 전환하는 추가적인 유전자 조작을 통해 바이오 디젤을 최고 성능으로 생산하는 데 성공했다.

이보다 앞서 연구팀은 대장균을 이용해 바이오 연료인 휘발유를 생산하는 미생물을 세계 최초로 개발한 바 있다.

그러나 이 기술은 대사 설계에 중심을 둔 최초의 연구로 생산 농도가 리터당 약 0.58g 정도로 매우 낮다는 한계가 있었다.

이를 극복하기 위해 로도코커스 균주를 이용해 포도당에서 리터당 50.2 g의 지방산과 리터당 21.3 g의 바이오 디젤을 생산했다.

이런 성과를 통해 향후 식물성이나 동물성 기름에 의존하지 않고 비식용 바이오매스에서 미생물 기반 바이오 연료의 대량 생산까지 가능하게 할 것으로 기대되고 있다.

김혜미 박사가 주저자로 채동언 연구원 등이 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 네이처 케미컬 바이올로지 6월 17일 자 온라인 판에 게재됐다.

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