카이스트, 플라스틱 환경오염 문제 해결 실마리 찾아
세계 최고 농도의 미생물 기반 방향족 폴리에스터 생산...화석 연료 기반 플라스틱 대체할까?
2024-08-26 이지현 기자
(내외방송=이지현 기자) 카이스트 대학 연구진이 플라스틱으로 인한 환경오염 문제를 해결할 중요 기술을 개발했다.
카이스트 대학 이상엽 특훈교수 연구팀은 화석 연료 기반 플라스틱을 대체할 '방향족 폴리에스터'를 고효율로 생산하는 미생물 균주를 개발하는 데 성공했다고 오늘(26일) 밝혔다.
지금까지 생산된 천연 PHA(생분해성 플라스틱)는 내구성, 열적 안정성 등 다양한 조건을 충족시키기 어렵고, 생산 농도가 낮아 상업적으로 활용하는 데에는 한계가 있었다.
하지만 이번 연구를 통해 페닐 젖산(phenyllactate, PhLA) 생합성 회로의 대사 흐름을 강화하고 회로를 조작해 세포 내부에 축적된 고분자의 분율을 높였으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 PHA 합성 효소의 구조를 예측하고 구조와 기능의 상관관계를 바탕으로 효소를 개량했다.
또, 발효 최적화로 세계 최고 농도(12.3±0.1 g/L)로 폴리(PhLA)를 고효율로 생산하고 30L 규모의 유가식 발효로 성공적으로 폴리에스터를 생산해 산업화 수준 생산의 가능성도 보였다.
이는 상업화되고 개선된 기계적 물성을 보여, 앞으로 환경 오염의 큰 원인인 화석 연료 기반 플라스틱을 대체할 천연 플라스틱을 생산할 수 있음을 시사했다.
해당 연구 결과는 8월 21일, 국제 학술지인 셀(Cell) 誌가 발행하는 `생물공학 동향(Trends in Biotechnology)'에 게재됐다.