생명연구원, 고효율 바이오에너지 생산 기술 개발

미국과 공동연구… 합성 미생물 생태계 구성 미생물 간 역할 조절

산업적 활용 가능 고효율 합성 미생물 생태계 구축 기대

[대전=뉴시스] 글루코스 및 자일로스 전문 효모 제작 모식도.(사진=생명연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국생명공학연구원은 합성생물학연구센터 신종혁 박사가 미생물 생태계에서 효모 균주 간 역할분담을 최적화하는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

미국 일리노이 대학교 어바나-샴페인 캠퍼스 진용수·팅 루 교수팀과 공동으로 진행한 이번 연구로 고효율 바이오 연료생산이 가능케 됐다.

미생물을 산업적으로 활용키 위한 합성 미생물 생태계 구축을 위해서는 자연계 미생물 생태계 모사전략이 중요하지만 아직 합성 미생물 생태계 내의 미생물 간 역할을 분담하고 상호작용을 할 수 있게 하는 설계방법이 나오지 않고 있다.

이번에 연구팀은 합성 미생물 생태계 내의 균주 간 역할분담을 최적화해 원하는 기능을 수행할 수 있는 합성 미생물 생태계 플랫폼을 개발했다.

연구팀은 나무와 같은 목질계 바이오매스에 풍부하게 존재하는 글루코스와 자일로스를 각각 소비하는 전문 균주 9종을 제작하고 이를 혼합해 미생물 생태계를 구축했다.

또 구성 균주의 시작 농도를 바꿔 특정 당의 소비속도를 세밀하게 조절할 수 있고 구성 균주의 접종 시간을 조절해 에탄올로 인해 저해받는 자일로스 발효의 효율을 최적화할 수 있는 플랫폼을 만들었다.

이어 효모 균주들이 서로 역할을 분담해 복합당을 효율적으로 발효케 하는 모델을 개발하고 자일로스가 먼저 발효되도록 바이오매스 발효 프로세스를 개선, 바이오 연료 생산량을 약 2배 이상 증가시켰다.

이번 연구는 지난달 26일 세계적인 과학저널인 Nature Communications(IF 17.694) 온라인 판에 게재됐다.(논문명 : Compositional and Temporal Division of Labor Modulates Mixed Sugar Fermentation by an Engineered Yeast Consortium)

제1저자인 생명연 신종혁 박사는 "기존의 미생물 생태계는 균주 간 역할 분담 조절이 어려워 산업적으로 응용되기 힘들었다"며 "이 연구는 미생물 생태계의 산업적 적용 가능성을 제시하고 나아가 합성 미생물 생태계를 이용해 바이오매스로부터 단일 균주로는 생산이 어려운 고부가 화합물을 생산하는 혁신 플랫폼이 될 것"이라고 말했다.

☞공감언론 뉴시스 kys0505@newsis.com

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