한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 바이오매스인 미생물로부터 화학제품을 생산하는 경로를 총 정리한 바이오 기반 화학물질 합성 지도를 개발했습니다.
연구팀은 화학물질을 생산하는 데 필요한 바이오 및 화학 반응들에 대한 정보를 총 망라해 생명공학자들이 쉽게 활용할 수 있게끔 지도 형태로 정리하고, 이에 대한 분석을 수행했는데요.
과학기술정보통신부는 본 연구 결과가 국제적인 학술지인 <네이처 카탈리시스(Nature Catalysis)>에 표지논문으로 1월 15일 게재되었다고 밝혔습니다.
지금은 석유로부터 화학제품을 생산하는 과정에서 온실가스를 배출하기 때문에 지구온난화 등 글로벌 기후변화를 유발하고 있습니다. 이에, 세계 각국은 친환경적 방법으로 화학제품을 생산하기 위해 미생물을 활용한 화학물질 생산기술 개발에 주력하고 있어요.
미생물과 같은 바이오매스 원료에 생물공학적 또는 화학적 기술을 적용해 화학원료·연료 등 화학제품을 생산하는 공정을 '바이오 리파이너리(Bio-Refinery)'라 합니다.
바이오 리파이너리의 생물공학적 방법 중 '시스템 대사공학'만을 100% 적용하여 화학물질을 생산하는 사례가 점차 늘고 있지만, 생물공학적 방법과 화학반응의 통합공정이나 화학공정만을 활용하는 것이 더욱 효율적인 경우도 많습니다.
이번에 구축한 바이오 기반 화학물질 합성 지도는 화학물질 생산을 위한 생물공학적·화학적 반응 전체에 대해 최적의 합성 경로를 구축한 것으로, 앞으로 바이오 기반 화학제품 생산 연구에 귀중한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 보이는데요.
특히, 이번 연구의 중요성을 감안해 <네이처 카탈리시스>는 바이오 기반 화학물질 합성 지도를 포스터로 제작하여 관련 분야의 산업계, 연구계에서 활용할 수 있도록 전 세계에 배포할 계획입니다.
이상엽 특훈교수는 "이번에 개발한 지도는 앞으로 시스템 대사공학이 나아가야 할 방향과 아이디어의 청사진을 제시해 준다는 점에서 의미가 있다"며, "이는 향후 친환경 화학은 물론 의료·식품·화장품 분야 등 다양한 산업에 매우 유용하게 활용될 수 있을 것"이라고 밝혔습니다.
