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KAIST, 세계 최초 미생물로 가솔린 생산 ‘성공’

원천기술 세계 최초 개발…바이오기반 화학산업 대체 기대

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  • 입력 : 2013.09.30 20:24
  • 기자명 By. 이용 기자

국내 연구진이 미생물을 이용해 바이오매스로부터 가솔린(휘발유)을 생산할 수 있는 원천기술을 세계 최초로 개발했다.

이 신기술은 나무나 잡초 등 풍부한 비식용 바이오매스를 이용해 가솔린, 디젤과 같은 바이오연료는 물론 기존 석유화학제품을 생산할 수 있는 획기적 기술로 연구결과는 네이처(Nature)지 온라인판에 30일자로 실렸다.

KAIST는 이상엽 특훈교수 연구팀이 세포의 유전자를 조작해 원하는 형태의 화합물을 대량으로 생산할 수 있는 대사공학을 이용, 크래킹(cracking) 없이 세계 최초로 미생물로부터 직접 사용가능한 가솔린을 생산하는데 성공했다고 30일 밝혔다.

크래킹은 끓는점이 높은 중질유를 분해해 원료유 보다 끓는점이 낮은 경질유로 전환하는 방법으로 가솔린 생산과정에 적용된다.

연구팀에 따르면 가솔린은 탄소수가 4~12개로 이뤄진 사슬모양의 탄화수소 화합물로 기존 기술로는 미생물을 이용해 ‘짧은 사슬길이의 가솔린(Bio-Alkane)’을 생산할 수 없어 추가적으로 크래킹(cracking) 과정을 거쳐야만 가솔린으로 전환이 가능, 비용과 시간이 많이 소요됐다.

이번 연구에서 이 박사팀은 대사공학기술을 미생물에 적용해 지방산 합성을 저해하는 요소를 제거하고 지방산의 길이를 원하는 목적에 맞게 조절할 수 있는 효소를 새롭게 확보한 뒤 이를 이용해 미생물에서 생산하기 어려운 길이가 짧은 길이의 지방산 생산에 성공했다.

이어 연구팀은 세포 안에 생산된 짧은 길이의 지방산 유도체로부터 가솔린을 생산할 수 있는 추가 대사반응과 생물체 내에 존재하지 않는 식물 유래의 신규 효소를 포함하는 합성대사경로를 적용, 최종 대장균 생산균주를 개발했다.

이렇게 개발된 대장균을 배양해 이 교수팀은 배양액 1ℓ당 약 580㎎의 가솔린을 생산하는데 성공했다.

개발된 기술은 바이오 연료, 생분해성 플라스틱 등과 같은 다양한 바이오 화합물을 생산할 수 있는 플랫폼 기술이 될 수 있어 석유중심의 화학산업을 바이오기반 화학산업으로 대체하는 기반이 될 것으로 기대된다.

이상엽 교수는 “아직 생산효율은 매우 낮지만 미생물을 대사공학적으로 개량해 가솔린을 처음으로 생산하게 된 의미있는 연구결과”라면서 “향후 가솔린의 생산성과 수율을 높이는 연구를 계속할 예정”이라고 말했다.

이 용기자 truemylove@dailycc.net

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