호열성 미생물 광합성과정 응용 … 고효율․저비용으로 잠재력 막대
화학뉴스 2013.03.28
지구온난화의 주범인 이산화탄소(CO2)를 연료로 전환하는 방법이 개발됐다.미국 조지아주립대 과학자들은 미국립과학원회보(PNAS)에 게재된 연구 보고서에서 “연구결과는 간단히 말해 식물이 대기중 이산화탄소를 재흡수해 유용한 물질을 생산하는 것과 똑같은 방식으로 작용하는 미생물을 만들어냈다”고 발표했다. 식물은 햇빛을 이용한 광합성을 통해 물과 이산화탄소를 당으로 바꾸고 당을 에너지원으로 삼는데, 사람이 음식으로부터 얻은 열량을 소모해 살아가는 것과 비슷한 원리로 풀이된다. 당을 발효시키면 에탄올(Ethanol)과 같은 연료로 만들 수 있으나 식물의 복잡한 세포벽 안에 들어 있는 당을 뽑아내는 것이 극도로 어려워 걸림돌로 작용했다. 그러나 연구진은 파이로코커스 퓨리어서스(Pyrococcus Furiosus)라는 특이한 호열성 미생물을 이용해 중간 매개체로서 식물의 역할을 생략하고 대기 중에서 직접 이산화탄소를 뽑아내는데 성공했다. 식물을 키워 바이오매스로부터 당을 뽑아내는 비효율·고비용의 과정을 건너뛴 것이다. 파이로코커스 퓨리어서스는 해저 열수구 부근에서 극도로 뜨거운 바닷물 속의 탄수화물을 먹고 사는 것이지만 연구진은 유전물질을 조작함으로써 훨씬 낮은 온도에서 이산화탄소를 먹고 살 수 있는 일종의 P.퓨리어서스를 만들어냈다. 학자들은 이어 수소가스를 이용해 파이로코커스 퓨리어서스 안에서 이산화탄소를 3-하이드록시프로피온산(3-HP)과 결합시키는 화학반응이 일어나도록 만들었다. 3-HP는 아크릴(Acryl) 등 다양한 물질을 만드는데 흔히 사용되는 산업용 화학물질이다. 연구진은 또 새로운 P.퓨리어서스의 유전자를 다른 방식으로 조작해 이산화탄소로부터 연료를 비롯한 여러 종류의 공산품 생산이 가능하게 한 것으로 알려졌다. P.퓨리어서스를 통해 만들어진 연료를 연소시키면 연료를 만드는데 사용된 것과 똑같은 양의 이산화탄소가 나오기 때문에 결과적으로 <탄소 중립>을 이루어 깨끗한 대체연료로 전환될 수 있다. 연구진은 “효율적이고 비용 효과가 높은 연료 생산기술로서 큰 잠재력을 갖는 중요한 첫걸음”이라며 “장차 공정을 개선해 대규모 생산 실험에 들어갈 것”이라고 밝혔다. 한편, 해당연구는 미국 에너지부 지원으로 실시됐다. <화학저널 2013/03/28> |
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