한미 공동연구진이 합성생물학 생태계를 이용해 더욱 효율적으로 바이오 연료를 생산할 수 있는 기술을 개발했다. 한국생명공학연구원은 합성생물학연구센터 신종혁 박사가 미국 일리노이 대학교 어바나-샴페인 캠퍼스(UIUC) 진용수·팅루 교수팀과 함께 미생물 생태계에서 효모 균주 간 역할 분담을 최적화하는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.
연구팀은 나무와 같은 목질계 바이오매스에 풍부하게 존재하는 글루코스와 자일로스를 각각 소비하는 전문 균주 9종을 제작한 뒤 이를 혼합해 미생물 생태계를 구축했다. 이어 구성 균주의 시작 농도를 바꿔 특정 당의 소비 속도를 세밀하게 조절할 수 있고, 구성 균주의 접종 시간을 조절해 에탄올로 방해받는 자일로스 발효 효율을 최적화할 수 있는 플랫폼을 만들었다.
효모 균주들이 서로 역할을 분담해 복합당을 더욱 효율적으로 발효하는 모델도 개발했다. 연구팀은 자일로스가 먼저 발효되도록 바이오매스 발효 프로세스를 개선해 바이오 연료 생산량을 약 2배 이상 증가시켰다고 설명했다.
신종혁 박사는 “기존의 미생물 생태계는 균주 간 역할 분담 조절 어려움으로 산업적으로 응용하는데 한계가 있었다”며 “합성 미생물 생태계를 이용해 바이오매스로부터 단일 균주로는 생산이 어려운 고부가 화합물을 생산하는 혁신 플랫폼이 될 것”이라고 말했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인에 최근 실렸다.