30억년 전 등장한 미생물로 CO2 공략
30억년 전 등장한 미생물로 CO2 공략
  • 함예솔
  • 승인 2020.02.03 23:55
  • 조회수 1035
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요약

 

30억년 전 등장한 시아노박테리아로 이산화탄소를 줄이는 기술이 개발됐습니다. 유전자 재조합 기술을 이용해 이산화탄소로부터 직접 광합성을 통해 아세톤을 생산할 수 있는 인공 시아노박테리아를 제작한 건데요. 이로써 이산화탄소로부터 직접 광합성을 통해 아세톤을 생산할 수 있게 됐습니다.

성균관대학교 식품생명공학과 우한민 교수 연구팀은 대사공학기술을 활용해 태양광과 이산화탄소로부터 실생활은 물론 다양한 화학 공업에 쓰이는 광합성 아세톤을 직접 생산할 수 있는 기술을 개발했습니다.  해당 연구는 <Plant Biotechnology Journal>에 게재됐습니다.

  • 대사공학 (Metabolic engineering)

 유용 생물 소재의 대량 생산을 위하여 유전공학기술을 이용해 세포의 대사 과정을 인위적으로 조절하는 기술로 정의됩니다. 최근에는 다수의 유전자를 조작하거나 다른 생물종의 유전자를 도입해 새로운 대사회로를 구성하여 세포를 재설계하는 기술로 확대되고 있습니다.

유전자 재조합 기술로 인공 시아노박테리아 개발

 

흔히 남조류라고 부르는 시아노박테리아는 원시 지구에 산소를 만들어 낸 것으로 알려진 미생물로 30억년 동안 진화해왔습니다. 연구팀은 광합성을 통해 산소를 배출하고 이산화탄소를 고정하는 시아노박테리아에 주목했는데요. 

시아노박테리아. 출처: Wikimedia Commons
시아노박테리아. 출처: Wikimedia Commons

연구팀은 유전자 재조합 기술을 이용해 특정 유전자를 삽입했는데요. 대사회로의 병목 구간으로 존재하는 필수 피루브산 탈수소 효소를 우회하는 합성 대사 경로를 도입해 인공 시아노박테리아를 개발했습니다. 이로써 30억년이라는 기나긴 진화의 시간 없이도 이산화탄소로부터 직접 광합성을 통해 아세톤을 생산할 수 있게 됐습니다.

필수 피루브산 탈효소 경로를 우회하여 신규 인공 아세트알데히드-아세트산 경로를 개발하여 이산화탄소로부터 광합성 아세톤을 생산했다. 출처: 성균관대학교
필수 피루브산 탈효소 경로를 우회하여 신규 인공 아세트알데히드-아세트산 경로를 개발하여 이산화탄소로부터 광합성 아세톤을 생산했다. 출처: 성균관대학교

인공 시아노박테리아는 이산화탄소를 전환하기 위한 핵심대사경로를 포함하고 있어 아세톤 이외에 다양한 석유화학대체 물질 생산을 위한 핵심기술 요소로 사용될 수 있습니다. 이에 향후 이산화탄소로부터 직접 고분자 물질을 합성할 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

지구온난화의 주범인 이산화탄소를 활용해 기존의 석유화학제품을 대체할 수 있는 이산화탄소활용(Carbon Capture and Utilization, CCU) 원천기술을 개발했다는 점에서 의의가 있습니다. <한국과학기술기획평가원(2012)> 보고서에 따르면 석유화학제품을 친환경 바이오화학제품으로 대체할 경우 석유자원 사용량은 최대 65% 감축 및 이산화탄소 발생량 최대 67% 저감이 가능하다고 합니다. 

우한민 교수. 출처: 성균관대학교
우한민 교수. 출처: 성균관대학교

 

 

우한민 교수는 "이번 연구는 지구온난화 등 기후 변화에 대응하고 이산화탄소를 활용해 지속가능한 아세톤 생산과 미래 태양광-바이오리파이너리 기술 개발의 방향을 제시했다"고 밝혔습니다.

 

 

 

  • 바이오리파이너리 기술

오일리파이너리와 대응되는 용어로, 바이오기술을 통하여 다양한 화학 제품을 생산할 수 있는 기술입니다.


 ##참고자료##

 

 


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