온난화 주범 `메탄`의 변신…화장품·의약품 등으로 활용

생명연, 합성생물학 이용한 인공미생물 개발
유전자가위 활용 교정효율과 생산량 대폭 향상
지구 온난화 주범 '메탄'을 고부가가치 소재로 바꿔주는 인공 미생물이 개발됐다.

한국생명공학연구원은 이승구 박사 연구팀이 합성생물학 기술을 이용해 메탄을 바이오화학 소재로 전환하는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

온실가스 중 하나인 메탄은 이산화탄소 배출량이 적지만 온실효과는 더 강력한 기체다. 지난해 글로벌 메탄 서약 출범 이후 메탄가스 저감에 대한 관심이 높아지고 있다. 최근에는 단순히 메탄가스를 줄이는 데 그치지 않고, 메탄을 자원, 소재 등으로 연계 활용하기 위한 메탄영양세균이 주목받고 있다.

메탄영양세균은 메탄을 흡수해 메탄올(알코올)로 분해하는 미생물로, 이를 개량하면 메탄에서 메발론산 같은 유용한 화합물을 얻을 수 있다. 메발론산은 화장품, 의약품, 식품, 합성수지 등에 폭넓게 쓰이는 고부가가치 바이오화학 소재다. 하지만, 메탄영양세균 개량 기술은 아직 초기 단계로, 개량된 균주를 얻기까지 수 개월 이상이 걸리고 메발론산의 생산량이 적은 한계가 있다.

연구팀은 미생물 생산 효율과 메발론산 생산성을 대폭 개선한 인공 메탄영양세균을 제작할 수 있는 기술을 개발했다. 균주 내 세포들이 편차 없이 발현하는 시스템을 구축하고, 크리스퍼 유전자가위를 이용해 교정 효율을 10배 이상 높였다. 이를 통해 인공미생물 개발에 드는 시간을 종전의 절반 이하로 줄이고, 메발론산 생산량도 ℓ당 수십㎎에서 ℓ당 2.1g으로 크게 높였다.

이승구 생명연 박사는 "합성생물학 기술개발을 통해 메탄을 효율적으로 활용할 수 있는 인공미생물을 개발했다는 데 의미가 있다"며 "앞으로 탄소중립 대응과 관련한 친환경 고부가가치 소재 생산기술로 다양한 산업에 활용될 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 화공생명공학 분야 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(지난달 21일자)' 온라인에 게재됐다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr