국내 연구진이 온실가스(GHG)를 활용한 바이오 에너지 대량생산 가능성을 제시했다.
한국연구재단에 따르면, 광주과학기술원(GIST) 장인섭 교수팀과 고려대 최인걸 교수팀은 합성가스와 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO) 등 C1 가스를 유용한 단일 화합물로 전환할 수 있는 미생물 균주를 개발했다.
합성가스는 주로 일산화탄소, 수소, 이산화탄소 등으로 이루어져 있으며 제철 공정에서 발생한다.
미생물 발효 공정을 이용해 합성가스와 C1 가스를 에탄올(Ethanol), 부티르산(Butyric Acid), 부탄올(Butanol) 등 유용한 바이오 연료로 전환하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으나 기존 기술로는 고품질 단일 화합물을 생산할 수 있는 균주 개발에 어려움이 있었다.
연구팀은 미생물의 복잡한 대사 회로를 조작해 다양한 화학물질과 연료, 고분자 등을 생산하는 시스템 대사공학을 이용하고 아세토젠(Acetogens) 미생물의 유전자 재조합을 통해 에탄올을 단일 생산하는데 성공했다.
아세토젠 미생물은 이산화탄소나 일산화탄소 등 탄소 원자 기반 기체를 초산(Acetic Acid)으로 전환할 수 있다. 초산은 식초의 주성분으로 의약품이나 유기용매 등 제조에 사용된다.
연구팀은 아세토젠 미생물에 에탄올 대사 경로를 도입해 기존 초산을 만드는 과정에서 고부가가치 화합물인 에탄올을 단일 생산할 수 있는 경로로 대사 전환하는데 성공했다.
장인섭 교수는 “아세토젠 미생물의 최종 산물이 초산이라는 통념을 깨고 에탄올 생산 균주를 확보했다”며 “미생물 발효 과정에서 혼합 산물이 생성되는 한계를 극복하고 단일 화합물 생산이라는 중요한 진전을 이루어 바이오 에너지 대량생산 가능성을 높였다”고 강조했다.
연구 결과는 국제학술지 트렌드 인 바이오테크놀로지(Trends in Biotechnology) 1월9일자 온라인판에 게재됐다. (윤)