세계 최초 미생물 이용 가솔린 만들어낸다

대장균 지방산 대사회로 개량

알코올·디젤·가솔린 생산

국내 연구진이 세계 최초로 미생물을 이용해 가솔린을 생산할 수 있는 원천기술을 개발했다. 이에 따라 앞으로 대장균을 개량해서 알코올, 디젤, 가솔린 생산 등 석유화학제품을 생산할 수 있을 것으로 전망된다.

미래창조과학부는 차세대 바이오매스 연구단과 이상엽 특훈 교수팀이 세계 최초로 대사공학적으로 개발된 미생물을 이용해 바이오매스로부터 가솔린(휘발유)을 생산하는 원천기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

연구팀은 세포 유전자를 조작해 원하는 형태의 화합물을 대량으로 생산하는 기술을 이용해 크래킹(cracking) 없이 미생물에서 직접 사용가능한 가솔린을 생산하는데 성공했다.

크래킹은 끓는점이 높은 중질유를 분해해 원료유보다 끓는점이 낮은 경질유로 전환하는 방법이다.

가솔린은 탄소수가 4~12개로 이뤄진 사슬모양의 탄화수소 화합물이다. 그 동안 미생물을 이용해 ‘짧은 사슬길이의 Bio-Alkane(가솔린)’을 생산하는 방법은 개발되지 않았다.

기존 기술은 추가적인 크래킹 과정을 거치지 않고는 가솔린으로 전환할 수 없어 비용과 시간이 많이 소요되는 한계가 있었다.

연구팀은 대사공학기술을 미생물에 적용, 지방산 합성을 저해하는 요소를 제거하고 지방산의 길이를 원하는 목적에 맞게 조절할 수 있는 효소를 발견했다.

개량된 효소를 도입해 미생물에서 생산하기 어려운 길이가 짧은 길이의 지방산 생산도 성공했다.

아울러 세포내에 생산된 짧은 길이의 지방산 유도체로부터 가솔린을 생산할 수 있는 추가 대사반응과 생물체 내에 존재하지 않는 식물 유래의 신규 효소를 포함하는 합성대사경로를 도입해 최종 대장균 생산균주를 개발했다.

이렇게 개발된 대장균을 배양해 배양액 1리터당 약 580mg의 가솔린을 생산하는데 성공했다.

연구팀은 개발된 기술은 바이오 연료, 생분해성 플라스틱 등과 같은 다양한 바이오 화합물을 생산할 수 있는 플랫폼 기술이 될 수 있을 것으로 전망했다.

또 바이오 연료, 계면활성제, 윤활유 등으로 이용할 수 있는 알코올 및 바이오 디젤도 생산 가능해 석유기반 화학산업을 바이오기반 화학산업으로 대체하는 기반이될 것으로 내다봤다.

이번 연구결과는 네이처(Nature) 9월 30일(온라인판)에 게재됐다.


김은경 기자 cr21@