폐목재·잡초서 석유화학제품 원료 뽑아내는 기술 개발

[경향신문]

폐목재 조각들의 모습. 석유에서 추출하던 화학물질의 기초 원료를 폐목재나 잡초 같은 ‘비식용 바이오매스’에서 뽑아내는 신기술을 국내 연구진이 개발했다. 위키피디아 제공.

석유에서 추출하던 화학물질의 기초 원료를 폐목재나 잡초 같은 ‘비식용 바이오매스’에서 뽑아내는 신기술을 국내 연구진이 개발했다.

카이스트(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀은 11일 미생물 균주를 활용해 비식용 바이오매스를 용매나 의약품 등을 만드는 핵심 원료인 ‘일차 아민’으로 전환하는 기술을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 게재됐다.

연구진에 따르면 석유화학산업은 일상생활 전반에 쓰이는 다양한 화학물질을 생산하는 기반이다. 하지만 석유는 언젠가 고갈이 될 수밖에 없는데다 온난화를 일으킨다. 특히 한국은 석유를 전량 수입에 의존하기 때문에 유가 변동에 취약하다.

연구진은 석유가 아닌 바이오매스를 인간이 원하는 화학물질로 바꾸기 위해 복잡한 미생물 내부 활동을 조작하는 ‘시스템 대사 공학’을 활용했다. 지금까지 시스템 대사 공학을 이용한 일부 성과가 나오긴 했지만, 아직 의약품과 농약품의 기초 원료가 되는 물질은 만들지 못해온 문제를 해결한 것이다.

연구진은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 여러 대사 경로를 예측했고 이를 통해 가장 가능성이 큰 대사 과정을 선정해 시행했다. 그 결과 일차 아민을 만들 수 있는 대장균 균주를 개발하는 데 성공한 것이다. 연구진은 폐목재나 잡초와 같은 바이오매스에 있는 포도당과 시스템 대사 공학을 결합해 일차 아민을 생산할 수 있다는 점을 실제 확인했다고 밝혔다.

이상엽 특훈교수는 “지금까지 석유화학산업 기반으로만 생산할 수 있었던 짧은 탄소 길이를 가진 일차 아민을 바이오 기반 화학산업을 통해 생산할 가능성을 세계 최초로 제시한 것”이라며 “추가 연구를 통해 생산량과 생산성을 증대시킬 계획”이라고 밝혔다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com