[녹색경제신문 = 이지웅 기자] 카이스트가 높은 효율로 친환경 물질을 만들어내는 미생물을 개발했다.

카이스트는 이영준 생명화학공학과 박사와 강민주 석사 과정생을 포함한 이상엽 특훈교수 연구팀이 시스템 대사공학을 이용해 `방향족 폴리에스터를 고효율로 생산하는 미생물 균주 개발'에 성공했다고 밝혔다. 

토양이나 해양 환경에서도 분해되는 폴리하이드록시알카노에이트(이하 PHA)는 친환경 고분자다. 이는 화석 연료 기반 플라스틱의 대체제로 주목 받고 있다. 

이에 미생물 내 대사회로를 조작하여 방향족 PHA를 생산하고자 하는 연구들이 진행돼 왔다. 다만 대부분은 값이 비싸고 독성이 있는 전구체를 공급해서 만들었고, 방향족 단량체 분율이 낮다는 등의 문제점을 가졌다.

이러한 상황에서 카이스트 연구팀은 포도당으로부터 방향족 폴리에스터를 고효율로 생산할 수 있는 대장균 군주 개발 연구를 수행했다. 이를 통해 페닐 젖산 단량체의 증산을 위한 대사 회로를 최적화 했다. 또한 여러 천연 PHA 생산 미생물로부터 외래 파신 단백질을 대장균 균주에 도입·선별하고 그 발현량을 조절해 파신 단백질이 천연 PHA 뿐 아니라 비천연 PHA 합성을 증가시키는 데에 도움을 준다는 사실을 밝혀냈다.

30L 규모의 생산에서도 높은 생산 농도로 공중합체가 이뤄졌다. 이는 방향족 PHA의 산업화 수준 생산의 가능성을 보여준다.

이영준 박사는 “친환경적인 원료와 방법으로 미생물 기반의 방향족 폴리에스터를 세계 최고 농도로 생산했다는 점에 의의가 있다”며 “이 기술이 플라스틱으로 인한 환경 오염 문제 해결에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이상엽 특훈교수는 “시스템 대사공학을 이용해 유용한 고분자를 고효율로 생산하기 위해 다양한 전략을 제시한 이번 연구가 기후 변화 문제와 특히 최근 플라스틱 문제의 해결에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.