[뉴서울타임스] 고대승 기자 = 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 교수 연구팀이 최근 친환경 바이오매스를 활용하여 플라스틱을 생산하는 기술과 폐플라스틱을 재활용할 수 있는 기술을 각각 개발했다고 과학기술정보통신부(장관 유영민, 이하 ‘과기정통부’)는 밝혔다.
이번 연구 성과는 기후 변화 문제가 심각해짐에 따라 국제적으로 ‘지속 가능한 친환경 화학 산업을 위한 연구개발(R&D)’이 활발한 가운데, 두 연구성과는 미생물발효를 통해 방향족 폴리에스테르*를 생산하는 기술을 세계 최초로 개발하고, 더 나아가 기존 플라스틱을 재활용하여 친환경 플라스틱을 생산할 수 있는 가능성을 제시하였다는 점에서 의미가 있다.
* (방향족 폴리에스테르) 강도 및 열안정성이 우수하여 병, 식료품 포장재 등에 사용되는 중요한 원료이며, 대표적으로 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트: PET병 원료)가 있다.
연구결과는 국제 학술지인 「네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)」 1월 8일 및 1월 26일자 온라인판에 각각 게재되었다.
미생물로 방향족 폴리에스테르를 생산하는 기술개발
고분자인 방향족 폴리에스테르는 원유(crude oil)로부터 복잡한 공정을 거쳐야 얻을 수 있기 때문에 친환경적이지 않다. 그렇지만, 페트병 생산의 원료로서 우리 생활에 필수적인 물질이다.
한국과학기술원(KAIST) 이상엽 교수 연구팀과 이화여대 박시재 교수 연구팀은 공동 연구를 통해 개량된 대장균을 직접 발효하여 비식용(非食用) 바이오매스로부터 방향족 폴리에스테르를 생산할 수 있는 친환경 원천기술을 세계 최초로 개발했다.
연구팀은 컴퓨터 기반 가상세포를 이용한 대장균 균주의 대사흐름분석 기술을 적용한 시스템 대사공학기법*을 활용하여, 고분자 생산에 핵심인 코에이-전이효소(CoA-transferase)**의 기존에 밝혀지지 않은 반응을 규명하고, 이를 활용해 다양한 종류의 방향족 폴리에스테르를 생산하였다.
* 세포 기반의 각종 데이터를 통합하여 생리 상태를 다차원으로 규명하고, 이 정보를 바탕으로 맞춤형 대사조절을 함으로써 고효율 미생물 균주를 개발하는 기술
** 코에이-전이효소(CoA-transferase): CoA(coenzyme A)를 전달하는 반응에 관여하는 효소
시스템 대사공학과 합성생물학 기술을 접목한 전략을 사용하여 비천연 고분자인 방향족 폴리에스테르를 친환경적이면서도 효율적으로 생산하는데 성공함으로써, 향후 바이오 플라스틱 산업 성장에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
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