유전자가위로 바이오디젤 만드는 미생물 능력 ↑

KIST, 기존 미생물보다 디젤 원료 생산수율 2배 향상

한국과학기술연구원 청정에너지연구센터 이선미 박사팀이 목질계 바이오매스를 원료로 바이오디젤 원료를 생산하기 위한 미생물을 개발했다. 한국과학기술연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 유전자 가위를 이용해 바이오디젤 원료를 만드는 미생물 능력을 향상시켰다. 연구진은 이 미생물을 이용하면 기존 미생물보다 2배의 생산수율을 올릴 수 있다고 설명했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 청정에너지연구센터 이선미 박사팀이 목질계 바이오매스로 바이오디젤 원료를 생산할 수 있는 신규 미생물을 개발했다고 13일 밝혔다. 이선미 박사는 "이번 연구는 바이오디젤 생산의 경제성을 높일 수 있는 핵심기술을 확보한 것"이라고 말했다.

목질계 바이오매스는 농업부산물, 폐지, 택배박스 등으로 경제적이고 지속가능한 원료다. 이 원료가 미생물 대사과정을 거치는 동안 친환경 수송용 연료로 전환될 수 있다.

연구진이 새로 개발한 미생물은 바이오매스에 포함된 당 100g으로 바이오디젤 원료 11g을 생산했다. 기존에 사용하는 미생물로는 6g을 생산해 생산수율을 2배로 끌어올렸다. 원인은 바이오매스에 포함된 포도당 뿐만 아니라 목당이라 불리는 자일로스까지 이용할 수 있게 됐기 때문이다.

이 미생물은 목질계 바이오매스에 포함된 당 성분을 먹이로 해 대사하는 과정에서 바이오디젤 원료를 생산한다. 목질계 바이오매스에 포함된 당은 일반적으로 약 65~70%의 포도당과 약 30~35%의 자일로스로 이뤄져 있다. 자연계에 존재하는 미생물들은 포도당으로 바이오디젤 원료를 만들지만 자일로스는 이용할 수 없어 디젤원료 생산 수율을 높이는데 한계가 있다.

목질계 바이오매스를 원료로 미생물을 이용하여 바이오연료를 생산하는 개념도. 한국과학기술연구원 제공

연구진은 유전자 가위를 이용해 미생물의 대사경로를 재설계했다. 미생물이 디젤 원료를 생산하는데 필수적인 보조효소의 공급을 방해하지 않도록하기 위함이다. 그중에서 능력이 우수한 개체만을 선택해 재배양하는 방식 등 진화의 과정을 실험실에서 효과적으로 통제하는 공법을 통해 자일로스 이용능력을 향상시켰다.

연구진은 목질계 바이오매스의 자일로스를 포함한 당 성분을 모두 사용해 디젤 원료를 생산할 수 있는 가능성을 확인했다.

이 박사는 "가장 빠르고 효과적으로 기후변화에 대응할 수 있는 바이오연료 보급 확대가 이뤄진다면 관련 산업 확대 및 기술 개발이 더욱 속도를 낼 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구결과는 '글로벌 체인지 바이올로지 바이오에너지' 최신 호에 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자