작성일 : 19-06-20 17:15
이상엽 KAIST 연구팀, 미생물 균주, 발효 공정 기술 개발 , 비식용 바이오매스서 '바이오 연료' 생산할 미생물 개발
 글쓴이 : happy
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KAIST(총장 신성철)는 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀비식용 바이오매스를 이용해 최고성능의 지방산과 지방산 유도체로 전환하는 미생물 균주와 발효 공정을 개발했다고 19일 밝혔다.

이번 기술은 지구상에서 가장 풍부한 바이오매스 주성분인 포도당으로부터 지방산 유도체를 생산해 이를 지방산이나 바이오디젤로 사용하는 기법이다.

연구팀은 화석연료나 동물·식물성 기름 대신 지구상에서 가장 풍부한 물질인 리그노셀룰로즈를 원료로 지방산과 바이오디젤을 생산했다. 이를 통해 비식용 바이오매스를 이용한 미생물 기반 바이오 연료의 대량 생산도 가능하다.

이전에도 연구팀은 대장균을 이용해 휘발유를 생산하는 미생물을 세계 최초로 개발했으나 대사설계에 중심을 둬 생산농도가 리터당 약 0.58g 정도로 낮다는 한계에 봉착했다.

효율을 높이기 위해 연구팀은 세포 내의 기름을 축적하는 미생물 로도코커스(Rhodococcus)를 활용해 리터당 50.2g의 지방산과 21.3g의 바이오디젤 생산에 성공했다. 

연구팀은 로도코커스의 배양 조건을 최적화한 후 포도당을 섭취해 세포 내 과량의 기름(트리아실글리세롤)을 축적시켰다. 이후 엄선된 외부 효소를 도입하고 기름을 지방산으로 전환하는 최고농도의 지방산 생산 균주를 만들어냈다. 추가적인 유전자 조작으로 최고성능 바이오디젤도 생산했다.

연구팀은 동물·식물성 기름에만 의존하지 않고 비식용 바이오매스 미생물을 기반으로 한 바이오 연료 대량 생산이 가능해질 것으로 전망했다.

이상엽 특훈교수"원유, 가스 등 화석연료에 의존했던 기존 석유 화학 산업에서 벗어나 지속 가능하고 환경친화적인 바이오 기반산업으로 재편되길 바란다"고 의견을 밝혔다.

연구 결과는 국제학술지 '네이처 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)'에 지난 17일자로 게재됐다. 
미생물 내에 축적된 오일과 이를 이용해 생산되는 지방산 및 바이오 디젤. <사진=KAIST 제공 >미생물 내에 축적된 오일과 이를 이용해 생산되는 지방산 및 바이오 디젤. <사진=KAIST 제공>