미생물 활용해 가솔린 생산 가능성 입증

 미생물을 이용해 바이오매스로부터 가솔린을 생산하는 원천기술이 개발됐다. 해당 기술을 활용하면 나무찌꺼기나 잡초 등 먹을 수 없는 바이오매스로부터 자동차 연료는 물론 플라스틱과 일부 석유화학제품까지 생산할 수 있어 산업기술 전반의 획기적인 변화가 기대된다. 

 30일 미래창조과학부에 따르면 이번 기술은 카이스트 바이오매스연구단의 이상엽 특훈교수팀이 주도했다. 세포 유전자를 조작, 원하는 형태의 화합물을 양산하는 대사공학을 활용한 것. 세계 최초로 미생물에서 직접 사용 가능한 가솔린을 추출했다는 점에서 과학계는 물론 에너지업계의 관심이 높다. 

 가솔린의 주성분은 탄소다. 휘발유 1ℓ에는 약 614g의 탄소가 들어 있고, 엔진 내에서 탄소를 태워 동력을 얻는 게 일반적이다. 그 동안 미생물을 이용해 가솔린을 생산하는 방법은 있었지만 끓는 점이 낮은 경질유로 별도 전환하는 방법이 필요해 시간과 비용이 많이 드는 한계가 있었다. 

 연구팀은 먼저 지방산 합성을 저해하는 요소를 제거하고, 지방산 길이를 원하는 목적에 맞게 조절 가능한 효소를 발견했다. 개량된 효소를 도입, 미생물에서 생산하기 어려웠던 짧은 길이의 지방산 생산에 성공했다. 또 세포 내에서 생산한 짧은 길이의 지방산 유도체로부터 가솔린을 뽑아낼 수 있는 추가 대사반응과, 생물체 내에 존재하지 않는 식물 유래의 신규 효소를 포함하는 합성대사경로를 도입해 최종 대장균 생산균주를 개발했다. 이렇게 만든 대장균을 배양해 1ℓ당 580㎎의 가솔린을 생산했다.

 해당 방식을 활용하면 바이오 연료, 계면활성제, 윤활유 등으로 이용할 수 있는 알코올(Fatty alcolols) 및 바이오 디젤(Fatty ester)도 만들 수 있다는 게 정부 설명이다. 이 경우 기존 석유기반 화학산업이 바이오쪽으로 이동하는 속도가 한층 빨라질 전망이다. 

 이상엽 교수는 "생산효율은 아직 매우 낮지만 미생물을 대사공학적으로 개량해 가솔린을 처음 생산한 건 매우 의미있는 결과"라며 "향후 가솔린의 생산성과 수율을 높이는 연구를 계속할 예정"이라고 말헸다.

 한편, 이번 연구논문은 네이처 온라인판에 게재됐다.

 *참고 : 바이오매스(Biomass)는 수상 및 육상 생명체로, 광합성에 의해 자라는 모든 유기성 물질을 일컫는다. 이산화탄소를 탄소원으로 이용하며, 에너지원으로 태양광으로 만들어 지속 가능한 자원으로 주목받고 있다.

 권용주 기자 soo4195@autotimes.co.kr