미생물 세포공장, 다양한 화합물 친환경 생산 가능
동물성 단백질 의존도 낮춰 환경·윤리 문제 해결할 것
(서울=내외방송) 붉은 립스틱과 딸기 우유, 오메가-3처럼 동물에게서 추출하는 각종 물질이 앞으로는 '미생물 세포공장'에서 생산돼 윤리 문제 걱정을 덜 수 있을 전망이다.
KAIST(한국과학기술원)는 "최경록 생물공정연구센터 연구교수와 이상엽 생명화학공학과 특훈교수가 '식품 및 화장품 생산을 위한 미생물의 시스템 대사공학' 논문을 발표했다"고 26일 밝혔다.
연구팀은 시스템 대사공학(석유 의존도가 높은 것을 대체하기 위해 미생물 세포공장을 개발하는 학문) 전략을 활용해 대체육(비동물성 재료로 모양과 식감을 고기와 유사하게 만듦)의 풍미와 색감을 향상할 수 있는 천연물질인 헴철과 아연-프로토포르피린을 개발했다.
뿐만 아니라 식품과 화장품에 자주 쓰이는 천연 색소인 라이코펜과 베타카로틴, 포도향을 내는 메틸안트라닐산 등이 고성능 미생물 세포공장에서 만들어졌다.
이번 연구는 다양한 식품과 미용 화합물을 친환경적으로 생산하면서도 경제성도 갖춘 산업용 미생물 세포공장 개발에 박차를 가한 것으로 평가된다.
미생물 세포공장에서 미생물을 발효할 때 동물의 사료나 비료로 이용되는 비식용 바이오매스(생물체)를 통해 영양가가 높은 단백질이나 아미노산을 생산할 수 있어 전 세계 식량 생산량을 증대하고, 안정적인 공급이 가능해지기 때문이다.
또, 동물성 단백질 의존도를 낮춰 가축 사육이나 물고기 양식을 통해 발생하는 온실가스 문제도 줄이는 것이 가능하다.
윤리적인 문제도 해결할 수 있다는 장점이 있다.
▲연지벌레에서 추출하는 붉은 색소인 칼민 ▲피부 미용을 위해 닭 벼슬이나 소의 안구에서 추출하는 히알루론산 ▲건강 관리를 위해 상어나 생선의 간에서 추출하는 오메가-3 등도 미생물을 이용해 친환경적으로 생산이 가능해 윤리 문제도 한시름 놓을 수 있다.
최 교수는 "앞으로 미생물 세포공장을 통해 친환경적이고 지속가능한 방법으로 생산한 더 다양한 종류의 식품과 화장품을 일상에서 더욱 쉽게 마주할 수 있을 것"이라고 말했다.
한편, 이 연구는 농촌진흥청 등의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지인 '네이처 생명공학 리뷰(Nature Reviews Bioengineering)'에 최근 온라인 게재됐다(논문명: Systems metabolic engineering of microorganisms for food and cosmetics production).
