한국화학연구원(이하 화학연)은 백승호·노명현 박사팀이 온실효과를 유발하지 않고 나일론 필수원료를 생산하는 미생물 세포공장을 개발했다고 18일 밝혔다.
바이오 아디프산 생산을 위한 미생물 세포공장인 '야로위아 리폴리티카' 균주를 배양하는 모습. 한국화학연구원 연구팀은 산업용 미생물로 활용되는 유질효모 야로위아 리폴리티카를 미생물 세포공장으로 활용해 바이오 아디프산을 생산하는 기술을 세계 최초로 개발했다.
아디프산은 나일론 섬유를 만드는 필수 중간원료로, 생분해성 플라스틱 원재료, 식품첨가제 등 다양한 용도로 활용되는 핵심 화학소재다. 대부분의 아디프산은 나프타, 천연가스 등 화석연료로 생산되는데, 이 때 발생하는 아산화질소가 온실효과를 유발한다.
반면 연구팀은 FDA 인정 식품첨가 안전물질(GRAS)로 지정된 유질효모 야로위아 리폴리티카로 아디프산을 생산하는 데 성공했다.
지방산 유래 산물로부터 바이오 아디프산 생산을 위한 대사 경로 모식도. 한국화학연구원 이를 위해 연구팀은 합성생물학 기술을 기반으로 지방산 유래 산물 분해 능력을 인공적으로 조절하고 미생물 특성을 재설계해 아디프산 생산량을 증가시켰다.
연구팀이 만든 미생물 세포공장은 미생물 배양 과정을 거쳐 지방산 유래 산물을 선택적으로 분해·전환해 효율적으로 바이오 아디프산을 생산할 수 있다.
이 기술은 석유화학 기반의 아디프산 대체를 위한 원천기술로, 향후 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 전망된다.
지방산 유래산물로부터 바이오 아디프산 생산이 가능한 효모 균주. 한국화학연구원 이영국 화학연 원장은 “이번 성과는 12대 국가전략기술 중 첨단바이오 분야 핵심인 합성생물학 기술로 확보한 바이오 아디프산 생산 미생물 세포공장”이라며 “향후 대한민국 바이오소재 생산 원천기술 확보에 기여할 것”이라고 말했다.
