[파이낸셜뉴스] 일본 연구진이 석유화학 공정이 아닌 미생물을 활용한 바이오플라스틱 제조법을 개발했다. 연구진이 만든 플라스틱은 가공하기 쉽고 충격에 강하면서 바닷물에서도 생분해성이 높아 플라스틱 산업을 녹색산업으로 전환할 수 있는 잠재력이 높은 기술로 평가된다. 10일(한국시간) 국제학술지 'ACS 지속가능한 화학과 엔지니어링(Sustainable Chemistry & Engineering)'에 발표된 논문에 따르면 일본 고베대학 생체공학자 타구치 세이이치 박사와 생분해성 폴리머 제조업체 '가네카 코포레이션'이 공급 원료로 포도당을 사용해 플라스틱 원료인 'LAHB'를 대량 생산하는 미생물 플라스틱 공장을 만들 수 있다고 했다. 연구진은 인공지능 등 IT 기술과 유전자 가위 등 첨단 바이오 기술이 결합된 합성생물학 기술을 이용해 미생물이 'LAHB'를 만들어내도록 만들었다. 이는 박테리아의 유전자에 일부를 추가하거나 삭제하는 과정을 통해 유전체를 체계적으로 조작한 것이다. 합성생물학 기술로 박테리아의 유전체를 수정한 결과, 박테리아가 분자구조가 긴, 사슬이 긴 LAHB를 생산했다. 특히 기존 방법보다 최대 10배 분자구조가 긴 LAHB를 생산할 수 있었으며, 이를 '초고분자량 LAHB'라고 이름을 붙였다. 사슬이 길다는 것은 분자 구조가 더 많은 단위로 이어져 더 긴 구조를 형성한다는 것을 의미한다. 플라스틱 원료인 LAHB가 사슬이 길면, 강도와 내구성이 향상되고 고온에도 잘 버틸 수 있다. 또한 사슬이 긴 LAHB로 만든 플라스틱은 미생물이 분해하기 쉬운 구조를 형성해 자연분해 속도가 빨라진다. 뿐만아니라 플라스틱을 성형하거나 가공할때 더 수월하다. 연구진은 미생물 공장에서 생산한 LAHB를 폴리락트산(PLA)과 혼합했다. 폴리락트산(PLA)은 주로 옥수수 전분, 사탕수수와 같은 자연 순환이 가능한 식물에서 추출되는 원료로 만든 열가소성 플라스틱이다. 연구진은 "두 물질을 혼합해 만든 투명 플라스틱은 PLA만으로 만든 것보다 가공이 수월하고, 충격에 강해졌다"며 "1주일 내에 해수에서 생분해됐다"고 밝혔다. 연구진은 이번 연구에서 사용한 박테리아가 이산화탄소를 먹고 플라스틱 원료를 만드는 연구도 진행하고 있다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국화학연구원 백승호·노명현 박사팀이 석유화학 공정 대신 미생물을 활용하는 합성생물학 기술로 나일론 원료를 만드는데 성공했다. 특히 나일론 원료를 만드는 미생물 세포공장은 세계 최초로 미국 식품의약국(FDA)에서 식품첨가 안전물질(GRAS)로 지정돼 있는 효모를 사용했다. 18일 화학연구원에 따르면, 연구진은 산업용 미생물로 활용되는 유질 효모인 '야로위아 리폴리티카(Yarrowia lipolytica)'를 활용해 나일론 섬유의 필수 중간 원료인 '바이오 아디프산(Adipic acid)' 생산용 미생물 세포공장을 개발했다. 아디프산은 나일론 원료이자, 생분해성 플라스틱 원재료, 식품첨가제 등 다양한 용도로 활용되는 핵심 화학소재이다. 대부분의 아디프산은 나프타, 천연가스 등 화석연료로 만든다. 석유화학산업에서의 친환경 규제와 탄소배출 감소에 대한 요구가 커지면서, 세계적으로 합성생물학을 이용해 친환경적인 생산기술 개발에 집중하고 있다. 연구진은 합성생물학 기술을 기반으로 지방산 유래 산물 분해 능력을 인공적으로 조절하고, 아디프산 생산량이 증가하도록 미생물의 특성을 재설계했다. 일반적인 유질 효모의 지질 분해 과정은 카복실기가 양 끝에 붙어있는 디카르복실산 형태로 변환되는 '오메가 산화기작' 이후 분해경로를 통해 유질 효모가 살아가는데 필요한 아세틸코에이 등의 에너지원으로 전환되는 '베타 산화기작' 과정을 거친다. 연구진은 식물성 오일에 다량 함유된 지방산 유래 산물을 디카르복실산으로 원활하게 전환하기 위해 필요한 유전자를 선별, 오메가 산화 원리를 강화했다. 또, 6번의 반복적인 순환 과정을 통해 디카르복실산으로부터 에너지 생성과 생존에 필요한 아세틸 코에이를 생산한다. 하지만, 연구진은 유전자 조작을 통해 3번만 순환되도록 하고, 나머지의 디카르복실산은 아디프산을 생산할 수 있도록 유도하는 '베타 산화 원리'을 최적화했다. 한편, 연구진은 미생물 세포공장 개발 기술을 바이오매스 관련 권위 학술지인 '바이오리소스 테크놀로지(Bioresource Technology)'에 발표했다. 화학연구원 이영국 원장은 "이 기술은 12대 국가전략기술 중 첨단바이오 분야의 핵심인 합성생물학 기술을 통해 확보된 바이오 아디프산 생산 맞춤형 미생물 세포공장 기술"이라며, "향후 대한민국 바이오소재 생산 원천기술 확보에 기여할 수 있기를 희망한다"고 말했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과 영국이 손잡고 석유화학 제품 원료를 만드는 굴뚝 공장을 대체할 바이오 기술 연구개발(R&D)에 나선다. 합성생물학, 뇌연구, 인공지능 기반 신약개발 등 양국간 앞서 있거나 부족한 분야를 보완하고 도울 수 있는 공동연구와 인력 교류가 이뤄질 계획이다. 윤석열 대통령의 영국 국빈방문을 계기로 과학기술정보통신부는 22일(현지시간) 영국 임페리얼 칼리지 런던에서 '한-영 첨단바이오 석학 간담회'를 갖고 첨단바이오 협력을 통해 미래 신기술과 신산업 창출을 위한 기술연대를 구축했다. 이종호 장관은 이 자리에서 "다른 과학기술분야처럼 바이오 분야 혁신 또한 한 집단이나 한 국가만의 노력으로는 어려워 상호 강점을 살린 공조와 연대가 중요하다"고 강조했다. 우선 한국의 생명공학연구원, 한국과학기술원(KAIST)과 영국의 임페리얼칼리지, 영국 국립 합성생물학센터는 합성생물학 연구협력 양해각서를 체결했다. 공동연구센터를 구축하고 합성생물학 및 바이오파운드리 핵심기술 개발, 합성생물학 기반의 첨단바이오 산업 육성 등을 위한 전략적 공동연구와 인력교류를 추진키로 했다. 반도체 파운드리가 반도체를 양산하는 것이라면, 바이오파운드리는 최종 바이오 제품을 생산하기 위한 '미생물공장'을 개발해 기업에 제공한다. '공장을 만드는 공장'이 바이오파운드리이며 여기에 필요한 기술이 합성생물학이다. 우리나라는 합성생물학에서 대사공학과 유용한 물질을 만들어내는 미생물을 디자인하거나 설계하는데 뛰어나다. 반면 영국은 DNA 합성과 바이오파운드리, 산업화 연결 시스템이 잘 갖춰져 있다. KAIST 조병관 연구처장은 "바이오 파운드리 측면에서는 영국이 잘하지만, 그 근간인 미생물 설계 등은 우리가 앞서 있어 영국이 우리에게 계속해서 러브콜을 해왔었다"고 설명했다. 그러면서 "상호 펀딩 형식으로 협력연구를 통해 우리가 바이오 파운드리를 본격적으로 추진한다면 빠른 시간내 미국과 영국을 따라잡을 것"이라고 말했다. 현재 과기정통부와 산업부는 국고 2904억원, 민자 74억원 등 총 2978억원 투입하는 '바이오파운드리 인프라 및 활용기반 구축사업' 본예타를 진행중이다. 이외에도 한국뇌연구원과 영국 치매연구플랫폼 'DPUK'는 23일 옥스퍼드대학에서 양해각서를 체결하고 개인 맞춤형 뇌질환 치료 전략 수립, 글로벌 시장형 뇌질환 진단·치료제 실용화 추진 등을 목표로 공동연구를 진행한다. 또 한국생명공학연구원과 영국 케임브리지대학 밀너의과학연구소도 AI기반 신약 분야 연구협력를 위한 현지거점 설립, 공동연구 및 인력교류 등을 추진키로 했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술원(KAIST) 이상엽 특훈교수팀이 석유화학제품의 원료 등을 생산하는 미생물 세포 공장용 컴퓨터 시뮬레인션 프로그램 '아이브릿지(iBridge)'를 개발했다. 연구진은 이 프로그램을 활용해 화장품에서 보습제 역할을 하는 판테놀, 나일론의 원료인 퓨트레신, 항균성 식품첨가제인 4-하이드록시페닐젖산 등을 세계 최고 농도로 이들 화합물을 생산하는 공정을 개발했다. 이 프로그램이 향후 기후변화와 환경문제가 심각한 석유화학 공장 대신 미생물 세포 공장을 구축해 다양한 화학제품 원료를 만들어낼 수 있을 전망이다. 9일 KAIST에 따르면, 미생물 세포공장에 쓰일 미생물을 개량하기 위해선 미생물이 가진 유전자들의 발현을 증폭 또는 억제해 유용한 화합물을 생산하도록 미생물 대사 메커니즘을 개량해야 한다. 하지만, 지금까지 어떠한 유전자를 증폭하고 억제할 것인지 결정하는 것은 난제로 남아있다. 연구진은 일일이 실험적으로 확인하지 않고 유용한 화합물을 만들어내는 미생물의 유전자 개량 방법에 대해 주목, 아이브릿지를 개발했다. 아이브릿지를 통해 화장품 보습제와 나일론, 항균성 식품첨가제 원료를 만들어내는 대장균 미생물 공장을 구축하는데 성공했다. KAIST 이영준 박사는 "이번에 개발된 시뮬레이션을 이용하니 여러 가지 미생물 공장들이 기존방법보다 월등히 빠른 속도로 구축됐다"며 "더 다양한 유용한 화합물들을 생산하는 미생물 세포공장들이 이 기술을 활용해 빠르게 구축될 수 있을 것"이라고 설명했다. 뿐만 아니라 연구팀은 이 외에도 산업적으로 유용한 화합물 298 여종의 미생물 공장을 구축하기 위한 과발현 및 억제 유전자들을 예측해 제시했다. 이상엽 특훈교수는 "시스템 대사공학은 현재 우리가 해결해야 할 기후변화문제에 접근하는 매우 중요한 기술"이라며 "이 시뮬레이션은 기존의 화학 공장을 친환경 미생물 공장으로 대체하는 시기를 앞당기는 데 크게 기여할 수 있을 것"이라고 말했다. 한편, 이상엽 특훈교수는 생물공정연구센터 김원준·이영준 박사, 생명화학공학과 김현욱 교수와 함께 아이브릿지를 개발해 국제 학술지 '셀(Cell)'이 발행하는 '셀 시스템즈(Cell Systems)'에 발표했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술원(KAIST)이 미래 바이오화학산업의 핵심인 미생물을 바이러스 감염으로부터 보호할 수 있는 균주를 개발했다. 15일 KAIST에 따르면 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구진은 바이러스 감염을 대비하기 위한 연구개발을 통해 '파지 저항성을 갖는 대장균 균주 개발'에 성공했다. 연구진은 대장균 '3234/A' 균주에서 존재하는 '외가닥 DNA 인산황화(Ssp)' 신규 파지 방어 메커니즘을 발견했다. Ssp 파지 방어 시스템이 산업적으로 유용한 여러 가지 대장균 균주에 적용될 수 있고, 그 결과 여러 종류의 파지를 방어할 수 있음을 확인했다. 바이오화학산업은 화석연료 대신 미생물을 이용해 다양한 화학물질을 생산하는 산업이다. 지속가능하고 친환경적인 바이오화학공장의 미생물이 바이러스에 감염되면 일반공장의 기계가 고장난 것과 같은 상황이어서 매우 치명적이다. 미생물을 감염시키는 바이러스를 '파지'라고 하는데, 미생물이 파지에 감염되면 특성이 변하거나 죽게 된다. 이교수는 "이번 균주 개발은 발효 산업에서 큰 문제점이었던 바이러스 오염을 해결하기 위해 여러 가지 파지에 대한 저항성을 부여하는 체계적인 해법을 제시한 것"이라며 "이번 기술을 활용해 미생물 기반의 유용한 화학제품을 만드는 데 한 단계 앞으로 나아갈 수 있을 것"이라고 말했다. 한편 이 교수는 이번 균주 개발을 중국 우한대 시 첸·리안롱 왕 교수팀과 함께 했으며, 그 연구결과를 국제 학술지인 '네이쳐 커뮤니케이션스'에 발표했다. 또 해당 연구의 중요성을 인정받아 네이쳐 커뮤니케이션스 에디터의 하이라이트로도 선정됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[제주=좌승훈 기자] 제주양돈농협(조합장 고권진)은 청정배합사료공장에서 냄새 저감용 액상미생물 공장 착공식을 가졌다고 16일 밝혔다. 이는 총 20억윈을 들여 양축농가에서 발생하는 냄새 저감을 위한 액상미생물을 생산 공급하기 위한 사업이다. 그동안 도내 축산농가에선 액상미생물을 자가 제조하거나 구입해 사용해 왔다. 이번 액상미생물 생산시설이 구축되면, 액상미생물 공급이 원활해질 뿐만 아니라 양돈 냄새 저감 효과도 클 것으로 기대하고 있다. 이번 생산시설이 완공되면 연간 500여톤의 고초균·질화균·광합성균을 대량 배양해 도내 양돈농가에 우선 공급할 수 있게 된다. jpen21@fnnews.com 좌승훈 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀이 미생물을 활용해 플라스틱을 생산하고, 폐플라스틱을 친환경적으로 처리하는 최신 기술을 공개했다. 연구진은 실질적으로 플라스틱 문제 해결에 어떻게 기여하는지 분석했고, 이를 토대로 기술들의 한계점, 전망 및 연구 방향을 제시해 플라스틱 순환경제 달성을 위한 청사진을 제공했다. 11일 KAIST에 따르면, 플라스틱은 연간 약 4억6000만t이 생산되며, 2060년에는 약 12억3000만t이 생산될 것으로 예측된다. 하지만 1950년부터 63억t 이상의 막대한 양의 플라스틱 폐기물이 발생했고, 이 중 1억4000만t 이상의 플라스틱 폐기물이 수중 환경에 축적된 것으로 파악된다. 최근에는 미세플라스틱 오염의 심각성까지 대두돼 해양 생태계 및 인간 건강에 위험을 초래할 뿐만 아니라 지구의 이산화탄소 농도를 낮추는 데 중요한 역할을 하는 해양 플랑크톤의 활동을 저해해 지구 온난화를 더욱 악화시키고 있다. 이러한 플라스틱 문제 해결을 위해 다양한 기술들이 개발되고 있는데, 그중 미생물을 이용한 생명공학 기술이 주목받고 있다. 미생물은 자연적으로 특정 화합물을 생산하거나 분해할 수 있는 능력이 있다. 이를 대사공학 및 효소공학 기술과 같은 생명공학 기술을 통해 극대화해 화석원료 대신 재생 가능한 바이오매스 자원으로부터 플라스틱을 생산하고 폐플라스틱을 분해하는 기술 개발이 활발히 이뤄지고 있다. 연구진이 '네이처 마이크로바이올로지(Nature Microbiology)'에 발표한 논문에는 석유화학 공정으로 만든 플라스틱부터 생분해 플라스틱 등 다양한 기술이 나와 있다. 특히 자연환경에서 완전히 생분해돼 미세플라스틱 발생의 우려가 없는 미생물 유래 천연 고분자(PHA) 등의 유망 바이오 플라스틱까지 다양한 플라스틱에 대한 미생물 기반 기술의 상용화 현황 및 최신 기술에 대해 논의했다. 또한, 이러한 플라스틱들을 미생물과 미생물이 가진 효소를 이용해 분해하는 기술과 분해 후 다른 유용화합물로 전환하는 업사이클링 기술도 소개해 미생물을 이용한 기술의 경쟁력 및 잠재력을 조명했다. KAIST 최소영 연구조교수는 "앞으로 미생물을 통해 만든 친환경 플라스틱을 우리 주위에서 더욱 더 쉽게 찾아볼 수 있을 것"이라고 말했다. 이상엽 특훈교수는 "플라스틱을 더 지속가능하고 책임감 있게 사용해 환경을 보호하고 신플라스틱 산업을 통해 경제사회 발전을 동시에 이루는 것이 중요하며, 이에 미생물 대사공학 기술의 활약이 기대된다"고 말했다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 하이트진로는 창립 100주년을 맞아 추진한 '맑은 강, 하천 만들기' 4차 활동을 경기 이천공장 인근 복하천에서 실시했다고 14일 밝혔다. 이로써 100주년 기념 환경 프로젝트는 대단원의 막을 내렸다. 이날 수질 정화를 위해 미리 제작한 EM 흙공 3000개를 복하천에 던지며 100주년 환경 정화 활동의 의미를 되새겼다. EM 흙공은 유용한 미생물군 발효액과 황토를 반죽한 후 일정 기간 발효시킨 공으로 강이나 하천에 투입하면 서서히 녹으면서 수질이 정화되고 악취가 제거되는 효과가 있다. 또 복하천 인근에 있는 쓰레기 수거 활동도 병행하며, 산책로 주변에는 환경 보존 캠페인 현수막도 설치해 지역민들이 쓰레기 없는 복하천 만들기에 동참하도록 유도했다. 이날 참석자들이 현장에서 직접 제작한 EM흙공 500개는 '이엠생명나눔운동'에 기부해 환경 활동에 활용할 수 있도록 했다. 하이트진로는 창립 100주년인 2024년 한해 전국의 공장 소재지 근처 강, 하천과 본사가 위치한 서울 서초 양재천을 중심으로 EM흙공 던지기, 쓰레기 수거 등 환경정화 활동을 추진해왔다. 김인규 하이트진로 대표는 "창립 100주년을 맞아 환경 활동에 대한 진심을 담아 추가로 실천한 '맑은 강, 하천 만들기' 프로젝트가 사회에 선한 영향력으로 확산되길 바란다"고 말했다. ssuccu@fnnews.com 김서연 기자

[파이낸셜뉴스] 오뚜기는 최근 서울 강남구 대치동 오뚜기센터와 탄천 주변에서 '환경 정화 활동'을 실시했다고 5일 밝혔다. 이날 탄천 일대에서 수질 정화 등 효과가 있는 미생물 흙공(유용한 미생물이 포함된 용액을 고운 황토 흙과 배합해 발효한 공)을 투하했다. 미생물 흙공은 사전에 오뚜기 봉사단이 직접 제작했으며, 하천에 투하 시 조금씩 녹아들면서 하천 수질 정화와 악취 제거 등 효과가 있다고 알려져 있다. 흙공을 던진 후 남은 봉지는 재활용해 주운 쓰레기를 담기도 했다. 오뚜기 하천 정화 활동은 대표적인 친환경 활동이다. 경기 안양, 충북 음성 등 공장 주변과 전국에 위치한 관계사 주변 등 전국으로 범위를 넓혀가고 있다. 오뚜기 관계자는 "앞으로도 하천 주변 환경 보호·수질 개선을 위한 활동을 꾸준히 이어가겠다"고 말했다. ssuccu@fnnews.com 김서연 기자

[파이낸셜뉴스] 하이트진로는 서울 서초구 양재천에서 'EM흙공 던지기 및 플로깅'을 실시했다고 31일 밝혔다. 창립 100주년을 맞아 추진 중인 '맑은 강, 하천 만들기' 프로젝트의 3번째 행사다. 임직원들은 양재천에 미리 제작한 EM흙공(유용한 미생물군 발효액과 황토를 반죽한 공) 3000개를 던졌다. EM흙공은 일정기간 발효 후 강이나 하천에 투입하면 서서히 녹으면서 수질이 정화되고 악취가 제거되는 효과가 있다. 강과 하천의 생태계가 회복되면 대기 중 이산화탄소도 흡수해 줄일 수 있는 것이 강점이다. 현장 체험을 통해 참가자들이 직접 만든 EM흙공 500개는 다음 환경 활동에 활용할 수 있도록 '이엠생명나눔운동'에 기부했다. 하이트진로는 창립 100주년을 맞아 맥주·소주 공장과 본사가 위치한 전북 완주, 경남 창원, 서울 서초에서 EM흙공 던지기 등 환경 정화 활동을 추진 중이다. 다음달에는 소주 공장이 위치한 경기 이천에서 4차 행사가 열린다. 김인규 대표는 "앞으로도 환경, 생태계를 위한 다양하고 진정성 있는 활동을 통해 100년 기업으로서 사명을 다하겠다"고 말했다. ssuccu@fnnews.com 김서연 기자