슈퍼알코올박테리아
알코올 생산능력 20% 높여
생명체 게놈정보를 산업적으로 활용할 수 있는 길이 열렸다. 바이오 벤처기업인 마크로젠은 알코올을 생산하는 산업 미생물인‘자이모모나스’의 유전자정보를 해독하고 이를 이용해 알코올 생산능력을 20% 이상 높인‘슈퍼알코올 박테리아’를 개발했다. 회사측은 이번 연구를 통해 에탄올 발효에 대한 경제성을 획기적으로 높여 청정 대체 에너지원으로 활용하는 것을 목표로 삼고, 수년 내에 산업현장에 적용할 수 있을 것이라고 기대했다.
연구팀은 이 같은 자이모모나스(Zymomonas) 게놈프로젝트의 연구 결과를 세계적인 학술지 네이처 바이오테크놀로지 온라인판에 공개했다. 이 논문은 2005년 신년호에 게재됐다.
자이모모나스는 포도당과 과당, 서당을 에너지원으로 살아가는 혐기성 세균으로 지금까지 대체에너지 산업분야에서 다각적으로 연구가 진행되어 온 에탄올 발효 균주다.
연구팀은 포도당 등 유기물을 먹고 알코올을 만들어내는 미생물인 자이모모나스의 게놈 DNA의 전체 염기서열을 모두 해독했으며 DNA칩으로 만들어 알코올 생산 핵심유전자를 찾아냄으로써 자이모모나스 세균이 다른 세균에 비해 알코올 생산능력이 월등하게 우수한 이유를 유전자 수준에서 밝혀냈다. 또한 연구팀은 이들 알코올 생산 핵심 유전자를 자이모모나스에 삽입, 지금보다 알코올 생산능력이 20% 향상된 슈퍼박테리아를 만드는 데 성공했다.
자이모모나스를 이용한 바이오알코올 생산에 관한 연구는 미국에서 이미 지난 1990년경부터 시작되어 왔으며, 우리나라에서도 1990년대 중반부터 과학기술부를 중심으로 기초 연구가 시작되었다.
서울대 생명과학부(당시 미생물학과) 중심으로 컨소시움을 형성하여 진행하던 이 연구는 지노믹스 전문기업 마크로젠이 참여함으로써 알코올생산성 극대화를 목표로 하는 게놈프로젝트로 확대되었다. 게놈정보가 모두 밝혀진 2001년 이후부터는 정보통신부-산업자원부가 공동으로 추진한 IMT-2000 출연금 기술개발사업 [BT분야]의 일환으로 후속연구들이 수행되어 왔다.
마크로젠은 알코올생산 유전자들과 자이모모나스유전자칩, 알코올과량생산 유전자변형미생물 등 이번 연구의 모든 결과에 대한 특허를 출원했으며 향후 옥수수줄기나 볏집 혹은 폐목재 등 다양한 생체폐기물을 100% 알코올로 바꿀 수 있는‘미생물공장(Bio-Reactor)’을 만들 계획이다.
회사측은“자이모모나스의 생명정보를 모두 확보하고 핵심유전자에 대한 특허를 확보한 만큼 슈퍼알코올박테리아를 이용한 에탄올 생산뿐만 아니라 및 유기산 생산을 위한 대사공학(Meta-bolic Engineering) 분야로 연구 범위를 확대했으며 혈장대용제, 면역제 등 의약품 개발 연구도 시작할 것”이라고 밝혔다.
한편 미국과 유럽에서는 미생물로 만든 알코올을 가솔린 첨가제로 활용하고 있다. 유럽연합은 이러한 바이오 연료를 2010년까지 전체 에너지 사용량의 6%까지 높일 계획이다.
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