국내 연구진이 폐목재나 잡초 등으로 나일론에 버금가는 물성을 지닌 친환경 '폴리에스터 아마이드'를 만들 수 있는 미생물 균주를 개발하는데 성공했다.
한국과학기술연구원(KAIST) 생명공학과 이상엽 교수 연구팀은 시스템 대사공학을 바탕으로 폴리에스터 아마이드를 생산할 수 있는 미생물 균주를 개발했다고 20일 밝혔다. 시스템 대사공학이란 미생물을 이용해 친환경 화학물질을 만드는 생물공학적 방법이다.
폴리에스터 아마이드는 일반적으로 많이 사용되는 플라스틱 소재인 폴리에스터(PET)와 폴리아마이드(나일론)의 장점을 모두 갖추고 있으면서 자연분해가 된다는 특징이 있어 친환경 플라스틱 소재로 주목받고 있다. 그러나 이 소재는 화석연료에서만 생산할 수 있어서 탄소배출 등 환경오염을 유발한다는 문제가 있었다.
이에 연구팀은 자연계에 존재하지 않는 새로운 미생물 대사회로를 설계해 폴리(3-하이드록시뷰티레이트-ran-3-아미노프로피오네이트), 폴리(3-하이드록시뷰티레이트-ran-4-아미노뷰티레이트) 등을 포함한 9종의 다른 폴리에스터 아마이드를 생산할 수 있는 플랫폼 미생물 균주를 개발했다. 이 소재는 폐목재나 잡초 등 지구상 가장 풍부한 바이오매스의 주원료인 포도당을 사용해 만들 수 있다는 점에서 친환경 소재라고 할 수 있다.
연구팀은 "미생물로 만들어진 플라스틱이 기존 플라스틱을 대체할 수 있을 만큼 충분한 강도와 내구성을 가졌다는 점을 확인했다"며 "석유화학 기반 생산에 의존하던 플라스틱을 대체함으로써 탄소감축에 기여할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
연구팀은 이번 연구에서 개발된 균주를 바탕으로 다른 여러가지 고분자 물질들을 생산할 수 있는 대사회로들을 연구할 계획이다.
이상협 교수는 "이번 연구는 석유화학에 의존하지 않고도 폴리에스터 아마이드를 생산할 수 있는 가능성을 최초로 제시한 것"이라며 "앞으로 생산량과 생산성을 더욱 높이는 연구를 이어갈 계획"이라고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 '네이처 케미컬 바이올로지'(Nature Chemical Biology)에 3월 17일자 온라인에 게재됐다.
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