환경오염과 헬스케어에 대한 소비자 인식 높아져...천연색소 산업 중요해져
(내외방송=정지원 기자) 미생물을 활용한 천연색소 생산에 기반이 되는 대사공학 연구를 체계적으로 분석하고 앞으로의 전략이 담긴 논문이 발표됐다.
KAIST는 6일 '내외방송'에 보낸 자료를 통해 "이상엽 생명화학공학과 특훈교수와 신디, 은현민 박사과정 연구팀이 '미생물 기반의 천연색소 생산을 위한 시스템 대사공학 전략' 논문을 발표했다"고 밝혔다.
천연자원으로부터 비롯되는 천연색소는 식품이나 의약품, 화장품이나 옷감 염색 등에 널리 사용될 정도로 인류 역사에서 오랫동안 사용됐다.
석유화학산업의 발달과 함께 화학 합성을 기반으로한 색소의 수요도 급속히 늘기 시작했는데, 이를 지나치게 많이 사용하면서 환경 오염이나 인류의 건강에 악영향을 미칠 가능성이 커졌다.
특히, 전체 산업용 폐수 중 약 17~20%가 합성색소를 옷감 염색에 사용하면서 발생하는 것으로 보고됐다.
최근 환경오염이나 헬스케어에 대한 인식이 높아지면서 천연색소에 대한 소비자 수요가 점점 증가하고 있다.
하지만, 천연자원으로부터 얻을 수 있는 한정된 천연색소의 양과 값비싼 추출 및 정제 공정, 낮은 수율 등의 문제 때문에 대량으로 천연색소를 생산해서 시장에 공급하기에는 한계가 있다.
이 문제를 해결하기 위해 천연색소를 친환경적이면서도 효율이 높게 생산하기 위한 미생물 세포 공장을 개발하려는 노력이 이뤄지고 있다.
미생물 세포 공장을 구축하기 위한 핵심 전략 시스템인 '대사공학'은 기존의 석유화학 산업을 대체할 바이오산업에 핵심이 되는 미생물 균주를 보다 효과적으로 개발하기 위해 이상엽 특훈교수가 창시한 연구 분야다.
연구팀은 미생물 세포 공장을 개발해 생산된 대표 천연색소들의 생합성 경로를 총망라해 최신 연구 내용과 흐름을 한눈에 파악할 수 있는 대사회로 지도를 만들었다.
천연색소를 생산하는 미생물 세포 공장 개발을 위한 중요한 시스템 대사공학 전략들을 정리했고, 각 단계에서 활용할 수 있는 최신 도구 및 전략을 대사공학이 나아가야 할 방향과 함께 제시한 것이다.
학생들을 지도한 이상엽 특훈교수는 "학생들이 미생물 기반의 천연색소 생산을 위한 시스템 대사공학 연구를 체계적으로 분석 정리하고 앞으로의 전략을 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다"며 "권위 있는 학술지에 주 논문이자 표지논문으로 게재된 훌륭한 연구를 수행한 학생들이 자랑스럽다"고 말했다.
논문 공동 제1저자인 신디, 은현민 박사과정은 "합성 색소로부터 비롯되는 환경오염 문제와 헬스케어에 대한 소비자들의 인식이 높아지면서 천연색소 산업의 중요성이 더욱 대두되고 있다"고 말했다.
이 연구는 농촌진흥청이 지원하는 농업미생물사업단의 '카로티노이드 생산 미생물 세포 공장 개발' 과제의 지원을 받아 수행됐다.
이 논문은 셀(Cell) 지가 발행하는 화학 분야 저널 '화학의 동향(Trends in Chemistry)' 7월호 표지논문과 주 논문으로 지난 1일 게재됐다(논문명: Production of natural colorants by metabolically engineered microorganisms).
