[충청신문=대전] 박진형 기자 = 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 비식용 바이오매스를 통해 최고 성능을 갖는 지방산과 지방산 유도체로 전환하는 미생물 균주와 발효 공정을 개발했다.

이 특훈교수 연구팀은 바이오 디젤 생산을 위해 폐목재, 잡초 등 지구상에서 가장 풍부한 바이오매스 주성분인 포도당으로부터 지방산 및 바이오 디젤로 이용할 수 있는 지방산 유도체를 생산하는 균주를 개발했다.

연구팀은 자연적으로 세포 내 기름을 축적하는 것으로 알려진 미생물인 로도코커스를 시스템 대사공학을 통해 대사 회로를 체계적으로 조작해 최고 성능으로 지방산 및 바이오 디젤을 생산하는 균주를 개발했다.

먼저 로도코커스의 배양 조건을 최적화한 뒤 포도당을 섭취해 세포 내 과량의 기름을 축적하게 했다. 이후 선별한 외부 효소를 도입해 효과적으로 기름을 지방산으로 전환해 최고 농도의 지방산 생산 균주를 개발했다. 또 지방산을 두 가지 형태의 바이오 디젤 연료 물질로 효율적으로 전환하는 추가적인 유전자 조작을 통해 바이오 디젤을 최고성능으로 생산하는 데 성공했다.

이러한 성과를 통해 향후 식물성이나 동물성 기름에 의존하지 않고 비식용 바이오매스로부터 미생물 기반 바이오 연료의 대량 생산까지 가능하게 할 것으로 기대된다.

이상엽 특훈교수는 "이번에 개발한 기술은 화석원료나 식물, 동물성 기름을 원료로 쓰지않고 지구상에 가장 풍부한 리그노셀룰로즈를 원료로 고효율로 지방산과 바이오 디젤 생산하는 것"이라며 "앞으로 환경문제 해결과 더불어 원유, 가스 등 화석연료에 의존해온 기존 석유 화학 산업에서 지속할 수 있고 환경친화적인 바이오 기반산업으로의 재편에 큰 역할을 할 것이다"고 말했다.

이번 연구는 과기정통부가 지원하는 기후변화대응기술개발사업의 바이오리파이너리를 위한 시스템대사공학 원천기술개발 과제의 지원을 받아 수행됐다.