온실가스 '메탄'을 산업용 소재로 바꾸는 '인공 미생물' 개발

박정연 기자 입력 2022. 11. 24. 12:00
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국내 연구진이 온실가스 주범인 메탄을 산업현장에서 널리 쓰이는 소재로 바꿔주는 인공미생물을 개발했다.

한국생명공학연구원은 이승구 합성생물학연구소장 연구팀이 합성생물학 기술을 이용해 메탄을 고부가가치 바이오화학 소재로 바꿔주는 유용 미생물을 개량하는 기술 개발에 성공했다고 24일 밝혔다.

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이승구 생명연 합성생물학연구소장
메탄을 고부가가치 바이오화학 소재로 바꿔주는 '메탄영양세균'의 모습. 생명연 제공

국내 연구진이 온실가스 주범인 메탄을 산업현장에서 널리 쓰이는 소재로 바꿔주는 인공미생물을 개발했다. 

한국생명공학연구원은 이승구 합성생물학연구소장 연구팀이 합성생물학 기술을 이용해 메탄을 고부가가치 바이오화학 소재로 바꿔주는 유용 미생물을 개량하는 기술 개발에 성공했다고 24일 밝혔다.

온실가스인 메탄은 이산화탄소보다 배출량은 적지만 온실효과 자체는 더 강하다. 이 때문에 메탄을 단순히 감축하는 것 뿐만 아니라 메탄을 이용해 자원화나 소재화 등에 연계해 활용할 수 있는 기술에 대한 필요성이 커졌다. 메탄을 에너지원으로 사용하는 ‘메탄영양세균’ 배양 기술이 대표적이다.

메탄영양세균은 메탄을 흡수해 메탄올(알코올)로 분해하는 미생물이다. 이 미생물을 개량하면 메탄으로부터 ‘메발론산’과 같은 유용 화합물을 얻을 수 있다. 메발론산은 화장품, 의약품, 식품 및 합성수지 등 다양한 분야에서 널리 사용되는 고부가가치 바이오화학 소재다.

메탄영양세균 개량 기술은 아직 초기 단계다. 개량된 균주를 얻기까지 수개월 이상의 많은 시간이 소요되고 메발론산의 생산량이 미미하다는 문제점이 있다.

연구팀은 미생물 구축 효율과 메발론산 생산성을 대폭 개선한 합성생물학 기반의 개량 기술을 개발했다. 크리스퍼 유전자가위를 사용해 교정 효율을 10배 높였으며 균주 내 세포들이 편차 없이 발현하는 시스템을 구축했다.

이 기술을 적용하자 메탄영양세균을 제작할 수 있는 인공미생물 구축에 걸리는 시간이 기존의 3분의 1 수준으로 단축됐다. 메발론산 생산량 또한 1000배 가까이 증가했다.

이승구 소장은 “합성생물학 기술 개발을 통해 온실가스인 메탄을 효율적으로 활용할 수 있는 인공미생물을 구축하게 된 데 의미가 있다”며 “탄소중립 대응과 관련해 연관 산업에서 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다”라고 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘케미컬엔지니어링저널’ 온라인판에 지난달 21일 게재됐다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]

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