작성일 : 21-03-11 18:58
조병관 KAIST 생명과학과 교수팀 연구 , 광 나노입자 붙인 미생물, 탄소를 '바이오 화학물질'로 전환
 글쓴이 : happy
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광 나노입자 붙인 미생물, 탄소를 '바이오 화학물질'로 전환

  •  김효원 수습기자
  •  
  •  승인 2021.03.09 17:00
 

조병관 KAIST 생명과학과 교수팀 연구
'미생물-광 나노입자 인공광합성 시스템' 개발

조병관 KAIST 생명과학과 교수팀이 기후변화의 주된 요인인 탄소 가스를 고부가가치 바이오 화학물질로 전환하는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. [사진=KAIST 제공]
조병관 KAIST 생명과학과 교수팀이 기후변화의 주된 요인인 탄소 가스를 고부가가치 바이오 화학물질로 전환하는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. [사진=KAIST 제공]
국내 연구팀이 기후변화를 일으키는 '탄소'를 인공광합성 시켜 '바이오 화학물질'로 전환하는 기술을 개발했다. 

KAIST(총장 이광형)는 조병관 생명과학과 교수팀탄소 1개로 이뤄진 가스(C1)를 고부가가치 물질로 전환하는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 

조 교수팀은 표면에 광 나노입자가 부착된 '미생물-광 나노입자 인공광합성 시스템'을 개발했다. 광 나노입자가 빛을 받으면 전자를 내놓는데, 이를 미생물이 에너지원으로 이용할 수 있도록 한 것이다. 

이 기술은 빛을 에너지원으로 활용해 미생물이 탄소 가스를 다양한 바이오 화학물질로 전환할 수 있게 만들었다. 특히 2050 탄소중립 실현을 위한 친환경 기술로 다양한 응용 가능성이 있다.

연구팀'아세토젠 미생물'을 이용했다. 아세토젠 미생물은 탄소 가스를 아세트산으로 전환하는데 필요한 환원 에너지를 당이나 수소를 분해해 얻는다. 연구팀은 당이나 수소를 대체하기 위해 광 나노입자를 미생물 표면에 부착시켰다. 즉, 빛에너지를 미생물로 전달시키면 당이나 수소 없이도 C1 가스를 대사할 수 있게 만들었다. 

기존에는 광 나노입자를 생합성해 세포 표면에 부착했지만 광 나노입자의 구조와 크기를 조절하기 어렵다는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 균일하고 우수한 광전도효과를 갖는 고효율 광 나노입자를 화학적 방법으로 합성했다. 

조병관 교수는 "C1 가스 고정과정에서 사용되는 당 또는 수소를 친환경 빛에너지로 대체할 수 있고, 미생물 기반의 생합성 광 나노입자를 활용한 기존 인공광합성 시스템의 한계를 극복했다""고효율 광 나노입자를 사용해 인공광합성 효율을 증대시킬 수 있고, 광 나노입자로부터 생성된 전자를 효율적으로 수용할 수 있는 인공미생물 개발연구에 실마리를 제공했다"고 설명했다.

이번 연구의 제1저자는 진상락 KAIST 생명과학과 석박사통합과정 학생으로, 국제 학술지 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 지난 2월 23일 온라인판에 게재됐다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 C1 가스 리파이너리 사업단 및 지능형바이오시스템 설계 및 합성연구단(글로벌프론티어사업)의 지원을 받아 수행됐다.
 
조병관 KAIST 생명과학과 교수. [사진=KAIST 제공]
조병관 KAIST 생명과학과 교수. [사진=KAIST 제공]