통합검색
보도자료
| 소관기관 | 한국생명공학연구원 |
|---|---|
| 고효율 바이오에너지 생산 가능한 합성 미생물 생태계 플랫폼 개발 | |
|
고효율 바이오에너지 생산 가능한 합성 미생물 생태계 플랫폼 개발 - 합성 미생물 생태계를 구성하는 미생물 간 역할을 조절하는 기술 개발 - 바이오에너지 및 고부가 화합물 생산 등 산업적으로 활용 가능한 고효율 합성 미생물 생태계 구축 기대 □ 한국생명공학연구원이 미국 일리노이 대학과의 공동연구로 합성생물학 생태계를 이용해 보다 효율적으로 바이오 연료를 생산할 수 있는 기술을 개발하였다. □ 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연)은 합성생물학연구센터 신종혁 박사가 일리노이 대학교 어바나-샴페인 캠퍼스(University of Illinois Urbana-Champaign, 이하 UIUC) 진용수, Ting Lu 교수팀과 공동으로 미생물 생태계에서 효모 균주 간 역할 분담을 최적화하는 기술을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. □ 자연계의 미생물은 홀로 존재하지 않고, 군집을 이뤄 생태계를 구축해 살아가며, 그 안에서 역할 분담(Division of labor, DOL)과 상호작용을 하며 단독으로 있을 때 보다 우수한 기능을 발휘한다. ㅇ 이를 통해 극한 환경에서 살아남기도 하고, 단일 균주가 소비하기 어려운 탄소원을 소비하며 산업적 이용가치를 높여주기도 한다. □ 최근 기후변화에 대한 우려로 바이오매스에서 친환경 바이오 연료를 생산하는 생물 발효와 바이오 화합물을 생산하는 세포공장 등의 바이오에너지 기술에 대한 관심이 높다. □ 미생물을 산업적으로 활용하기 위한 합성 미생물 생태계를 구축하기 위해서는 자연계 미생물 생태계 모사 전략이 중요하지만, 합성 미생물 생태계 내의 미생물 간 역할을 분담하고 상호작용을 할 수 있게 하는 체계적인 설계 방법이 아직 개발되지 않아 한계가 있었다. □ 이에 연구팀은 합성 미생물 생태계 내의 균주 간 역할 분담을 최적화하여 원하는 기능을 수행할 수 있는 합성 미생물 생태계 플랫폼을 개발하였다. ㅇ 연구팀은 나무와 같은 목질계 바이오매스에 풍부하게 존재하는 글루코스와 자일로스를 각각 소비하는 전문 균주 9종을 제작하고, 이를 혼합하여 미생물 생태계를 구축하였다. ㅇ 그리고 구성 균주의 시작 농도를 바꿔 특정 당의 소비 속도를 세밀하게 조절할 수 있고, 구성 균주의 접종 시간을 조절해 에탄올로 인해 저해 받는 자일로스 발효의 효율을 최적화할 수 있는 플랫폼을 구축하였다. □ 나아가 효모 균주들이 서로 역할을 분담하여 복합당을 보다 효율적으로 발효하는 모델도 개발하였다. ㅇ 연구팀은 자일로스가 먼저 발효되도록 바이오매스 발효 프로세스를 개선해 바이오 연료 생산량을 약 2배 이상 증가시켰다. □ 교신저자인 UIUC 진용수 교수는 “이제 바이오연료 및 유용물질 생산을 위한 합성생물학 기술이 단일 미생물 균주의 개량을 넘어 상보적인 대사기능을 수행하는 다수의 미생물을 동시에 개량함으로써 생물 전환 공정의 효율을 높이는 단계로 발전할 것”이라고 전망했다. □ 제1저자인 생명연 신종혁 박사는 “기존의 미생물 생태계는 균주 간 역할 분담 조절의 어려움으로 인하여 산업적으로 응용되기 어려웠다.”라며, ㅇ “이번 연구는 미생물 생태계의 산업적 적용 가능성을 제시하였고, 더 나아가 합성 미생물 생태계를 이용해 바이오매스로부터 단일 균주로는 생산이 어려운 고부가 화합물을 생산하는 혁신 플랫폼이 될 것이다.”라고 말했다. □ 한편 이번 연구는 1월 26일 세계적인 과학저널인 Nature Communications(IF 17.694) 온라인 판에 게재되었으며, (논문명 : Compositional and Temporal Division of Labor Modulates Mixed Sugar Fermentation by an Engineered Yeast Consortium / 교신저자 : Yong-Su Jin, Ting Lu / 제1저자 : 신종혁 박사, Siqi Liao) ㅇ 미국 에너지부(US Department of Energy)와 생명연 주요사업의 지원으로 수행되었다. |
|
| 파일 | |
| 주소 링크 | https://www.kribb.re.kr/kor/sub02/sub02_02_01_view.jsp?b_idx=33632 |