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

아세트산은 식초의 주요 성분인 산성물질로 합성 섬유 등 다양한 산업의 기초 원료로 사용된다. 

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

                                            <스포로무사 스패로이데스 현미경 사진>

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”며, “앞으로도 생물 기반 탄소 자원화 기술 연구를 지속적으로 확대하겠다”고 밝혔다.

(농업환경뉴스 = 김선옥 기자)