"플라스틱 분해 효소로 지속가능한 지구 만든다"

한국생물공학회 춘계학술발표대회

한국생물공학회 춘계학술발표대회의 기조강연이 끝난 뒤 열린 언론간담회에서 말하고 있는 우베 보른슈어 독일 그라이프스발트대 교수. 한국과학기자협회 제공

2018년 노벨화학상 수상자가 발표되며 전 세계 기업, 정부, 학계 등의 관심을 받은 미생물이 있다. 바로 세포의 특정한 반응을 유도하는 '효소'다. 미국 화학공학자 프랜시스 아널드는 효소를 진화시켜 원하는 물질을 만들어내는 생촉매 기반의 합성생물학 연구로 노벨상을 받았다. 아널드 연구 이후 본격적으로 '생물 공장' 시대가 열리며 효소를 이용한 신약, 화학제품 등이 개발되기 시작했다. 

19일 경남 창원에서 열린 한국생물공학회 춘계학술발표대회 기조강연에 나선 우베 보른슈어 독일 그라이프스발트대 교수는 이 분야 권위자다. 강연에서 보른슈어 교수는 환경보호에 이바지하는 자신의 연구 성과를 소개했다. 그는 효소를 이용해 해양 바이오매스, 플라스틱 등을 분해하는 물질 등을 만든다. 

강연에 이어 이어진 언론 간담회에서 보른슈어 교수는 "효소는 일반적인 온도, 수소이온농도(PH) 등 조건에서 작동하고 특정 물질에 따라 선택적으로 반응한다는 점이 장점"이라며 "효소 기반 연구에 고온, 고압 환경을 만드는 큰 에너지가 필요하지 않아 일반 촉매에 비해 친환경적으로 다양한 물질을 생산할 수 있다"고 말했다. 그는 대학원 연구원 시절 독성이 강한 유기용매를 연구하다 효소의 이같은 친환경적인 측면을 알게돼 본격적으로 효소 연구를 시작했다고 했다. 

그는 효소 연구에서 효소 기반 물질이 다양한 환경 조건에서도 제기능을 할 수 있도록 기술적으로 조작하는 것이 중요하다고 강조했다. 효소는 단백질이기 때문에 주변 환경에 따라 변할 수 있다. 예를 들어 상온에서 잘 작동하던 효소가 저온에서 구조적으로 무너지고 활성되지 못할 수 있다. 특정 환경에서 구조가 안정적이고 반응 속도도 적당한 최적의 방법을 찾아야 한다는 말이다. 

보른슈어 교수는 "유럽 등 세계 곳곳에서 새로운 생물을 만드는 연구에 대한 막연한 두려움을 갖는 사람들이 있다"고 언급하기도 했다. 그럴수록 이 분야에 대한 충분한 지식이 정확하게 사람들에게 전달돼야 한다면서 독일 국민은 전반적으로 긍정적인 반응을 표하고 있다고 말했다. 

이날 윌프레드 첸 미국 델라웨어대 교수도 기조강연을 했다. 첸 교수는 단백질이 반응하는 기작, 일종의 '논리회로'를 밝혀내고 이를 이용해 새로운 합성 복합체 분자를 만든다. 세포별로 가진 기능을 AI, 컴퓨터 등으로 분석해 논리회로를 알아낸다. 

한국생물공학회 춘계학술발표대회 언론간담회에 참여한 윌프레드 첸 미국 델라웨어대. 한국과학기자협회 제공

첸 교수의 대학이 있는 미국 델라웨어주에는 세계적인 화학기업 '듀폰'의 본사가 있다. 프레온가스, 나일론, 고어텍스 등 일상에서 사용하는 화학 및 섬유제품을 만든다. 듀폰이 델라웨어주를 대표하는 만큼 델라웨어대와 듀폰은 화학 연구에서 활발히 협력하고 있다. 델라웨어대가 듀폰에서 일할 인력을 양성하기도 한다. 양 기관이 상생하는 '비즈니스 모델'이 확립된 셈이다. 

이 사례처럼 국내에서 생물공학 분야의 연구가 산업화로 활발히 이어지도록 만드는 전략에 대해 첸 교수는 2가지 방법을 제시했다. 그는 "산업계에 알리지 않고 원천 기술을 조용히 개발하다가 갑자기 공개하면 큰 주목을 받을 수 없다"면서 "산업계와 지속적으로 대화를 이어나가며 그들이 당면한 문제가 무엇인지 파악하고 관련한 연구를 시작해야 한다"고 말했다. 기업 입장에서 제품을 빨리 생산하기 위해 산적한 문제를 해결하길 절실히 바라기 때문이다. 

또 세계 최대 화학회인 미국화학학회(ACS)의 사례를 들며 학회가 행사를 자주 개최해 연구자들과 기업이 만나는 자리를 지속적으로 만들고 소통하게 도와야 한다고 했다. 

첸 교수는 생물공학 분야 연구자들이 부작용을 발견하면 연구 처음부터 다시 시작할지라도 연구를 재검토해야 한다는 의견을 보이기도 했다. 

[창원=이채린 기자 rini113@donga.com]