기후에너지환경부 소속 국립생물자원관(관장 유호)은 온실가스인 이산화탄소(CO2)에 대한 아세트산* 전환 능력이 뛰어난 자생 미생물을 최근 원천 소재화에 하는 데 성공했다고 밝혔다.

* 식초의 주요 성분인 산성물질로 합성 섬유 등 다양한 산업의 기초 원료로 사용

국립생물자원관은 2022년부터 한국과학기술원 조병관 교수, 충남대학교 김동명 교수, 영남대학교 진상락 교수 연구진과 이산화탄소를 유용 물질로 전환하는 자생 미생물의 성능 향상을 위한 공동연구를 진행 중이다. 

이 과정에서 2022년 국내 소의 반추위에서 분리한 자생 미생물(스포로무사 스패로이데스)이 이산화탄소를, 에탄올을 비롯해 다양한 생물 및 화학 소재의 핵심 원료로 활용되는 아세트산으로 전환하는 것을 확인했다.

연구진이 이 미생물에 적응진화기술*을 적용해 이산화탄소의 아세트산 전환을 실험한 결과, 1리터의 배양 규모에서 시간당 2.34그램의 아세트산이 생산됐다. 이는 적응진화기술 적용 전인 야생형 미생물의 아세트산 생산량과 비교할 때 약 18배 향상된 수치이다.

* 미생물을 인위적인 환경 조건에서 장기간 배양해 자연적인 변이를 유도하고 이를 통해 원하는 특성을 가진 개체를 선별하는 기술

또한 현재까지 세계적으로 생산성이 가장 높은 것으로 보고된 이산화탄소 전환 미생물(아세토박테리움 우디, 0.77g/L/h)과 비교해도 약 3배 높은 수준이다.

이번 연구는 이산화탄소를 단순 포집·저장하는 방식에서 나아가 유용한 자원으로 전환하는 '생물학적 탄소 포집 및 활용 기술'의 상용화 가능성을 높였다는 점에서 의미가 크다. 

이번 연구 결과는 이달 안으로 대사공학 분야 국제 학술지인 메타볼릭 엔지니어링(Metabolic Engineering)에 투고될 예정이다.

유호 국립생물자원관장은 "국내 자생 미생물을 활용해 이산화탄소를 고부가가치 자원으로 전환할 수 있는 가능성을 확인했다"라며, "앞으로도 생물 기반 탄소 자원화 기술 연구를 지속적으로 확대하겠다"라고 밝혔다.

붙임

1. 스포로무사 스패로이데스 관련 사진.

2. 주요 연구 결과 및 생물학적 이산화탄소 전환 모식도.

3. 전문용어 설명.  끝.