이상엽 KAIST 교수팀 개발
국내 연구진이 세계 최초로 대장균을 이용해 플라스틱 원료를 합성하는 데 성공했다.
미래창조과학부는 글로벌프론티어사업을 수행한 이상엽 KAIST 교수(생명화학공학과·사진)팀이 대장균을 이용해 폴리에스터 섬유 등의 주원료로 사용되는 테레프탈산을 생합성하는 데 성공했다고 4일 밝혔다.
테레프탈산은 페트병 등의 주원료로 사용되는 물질로, 주로 화학 공정을 통해 제조된다. 하지만 이런 공정은 에너지 소모가 많고 유독성 촉매를 사용해 환경에도 악영향을 미친다. 연구팀은 생물체에서 세포의 작용으로 유기물질을 합성하는 '생합성'으로 이런 한계를 극복했다. 이들은 합성수지 원료인 파라자일렌을 테레프탈산으로 전환할 수 있는 균주에 대한 초기 연구를 기반으로 이를 생체 전환하는 합성 대사경로를 설계했다. 합성 대사경로는 세포 내에서 일어나는 화학 반응을 인위적으로 조작해 만든 대사 경로다.
연구팀은 새로 개발한 경로를 통해 파라자일렌으로부터 테레프탈산을 생산하는 데 성공했으며, 유전자 발현 정도를 조절해 가장 효율적으로 생산할 수 있는 시스템을 개발했다. 이 기술은 친환경적일 뿐만 아니라 생산 효율도 기존 공정보다 뛰어나다.
이상엽 교수는 "생물학적 방법을 통한 산업 화학물질의 대량생산 가능성을 보여 줬다"며 "많은 화학제품의 원료가 되는 탄화수소도 화학공정 없이 친환경적으로 전환할 수 있는 획기적 돌파구가 될 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 발표됐다.
남도영기자 namdo0@
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