-키스트 이선미 박사팀, 식량 아닌 목질계 바이오매스 활용해 청정연료 생산

고효율 바이오연료 생산 미생물 개발 전략 모식도 (그림=키스트)
고효율 바이오연료 생산 미생물 개발 전략 모식도 (그림=키스트)

[데일리비즈온 김소윤 기자] 고농도 청정연료를 생산할 수 있는 미생물이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 생산 저해물질을 극복한 이 미생물은 차세대 바이오매스 상용화의 가능성이 높아져 청정에너지의 발전에 기여할 것으로 보인다.

29일 키스트는 “키스트 청정에너지연구센터 고자경, 이선미 박사팀이 목질계 바이오매스를 이용해 고농도의 바이오연료를 생산할 수 있는 미생물을 개발했다. 2세대 바이오매스 상용화의 가능성을 크게 높였다”고 밝혔다. 바이오연료는 온실가스 및 미세먼지를 저감시킬 수 있는 청정연료로 휘발유나 경유에 혼합돼 사용되고 있다.

청정연료라는 설명과 달리 바이오연료는 전분, 당 식물성 기름 등과 같은 작물을 원료로 생산해 식량을 활용한다는 점에서 윤리적 논란이 있었다.

때문에 지구상에 가장 풍부하게(연간 생산량 약 1000억 톤) 존재하는 목질계 바이오매스를 원료로 활용하는 2세대 바이오연료 생산 기술이 개발되고 있지만 전환공정에서 미생물의 활동이 억제하는 물질이 발생해 상용화에 어려움이 있었다.

연구팀은 이에 착안해 유전자 가위를 이용해 바이오연료 생산 미생물의 유전체를 편집했다. 또 자연계에서 발생하는 진화의 과정을 실험실 안에서 단시간 내에 효과적으로 유발하는 공법(적응진화공법)을 적용했다.

이 과정에서 바이오연료 생산 미생물의 성능을 저해하는 대표적인 물질인 아세트산에 대한 저항성이 강화된 신규 미생물을 개발했다. 이 미생물을 활용하면 기존 바이오연료 생산 시 버려지던 성분으로부터 이론적 최대치의 98% 수율로 바이오연료를 생산할 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.

특히 그간 개발된 바이오연료 생산 미생물은 특정 바이오연료만 생산할 수 있었던 것에 반면 개발된 미생물은 추가적인 연구를 통해 바이오플라스틱, 바이오폴리머 등의 생산이 가능한 플랫폼 미생물로서도 활용 가능하다고 연구팀은 밝혔다.

이에 대해 이선미 박사는 “이번 연구성과는 기존에 상용화된 1세대 바이오연료의 한계를 넘어서 지속가능성과 경제성이 향상된 2세대 바이오연료의 상용화를 앞당길 수 있는 중요한 기술이 될 것”이라고 밝혔다.

한편, 과학기술정보통신부 지원으로 이루어진 이번 연구는 키스트 주요사업과 한국연구재단 이공분야 기초연구사업으로 수행됐다. 연구결과는 'Global Change Biology Bioenergy'(관련 분야 상위 0.562%) 최신호에 게재됐다.

 

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