생물자원관, CO2 아세트산 전환 자생미생물 원천소재화

시간당 생산성 2.34g로 기존 대비 18배

세계 최고 수준 균주보다도 약 3배 높아

미생물 분리원인 순천 소재 축산 시설에서 사육 중인 소 사진. ⓒ기후에너지환경부

기후에너지환경부 소속 국립생물자원관은 온실가스인 이산화탄소를 아세트산으로 전환하는 능력이 뛰어난 자생 미생물을 원천 소재화하는 데 성공했다고 17일 밝혔다.

아세트산은 식초의 주요 성분인 산성 물질로 합성섬유 등 다양한 산업의 기초 원료로 쓰인다.

국립생물자원관은 2022년부터 한국과학기술원(KAIST) 조병관 교수와 충남대학교 김동명 교수, 영남대학교 진상락 교수 연구진과 함께 이산화탄소를 유용 물질로 전환하는 자생 미생물의 성능 향상 공동연구를 진행해 왔다.

연구진은 이 과정에서 2022년 국내 소의 반추위에서 분리한 자생 미생물 '스포로무사 스패로이데스'가 이산화탄소를 아세트산으로 전환하는 것을 확인했다. 아세트산은 에탄올을 비롯한 다양한 생물·화학 소재의 핵심 원료로 활용된다.

이어 이 미생물에 적응진화기술을 적용해 이산화탄소의 아세트산 전환 실험을 진행한 결과 1L 배양 규모에서 시간당 2.34g의 아세트산이 생산됐다. 이는 적응진화기술 적용 전 야생형 미생물의 생산량과 비교해 약 18배 향상된 수치다.

이 생산성은 현재까지 세계적으로 가장 높은 수준으로 보고된 이산화탄소 전환 미생물 '아세토박테리움 우디'의 0.77g/L/h보다도 약 3배 높다고 국립생물자원관은 설명했다.

이번 연구는 이산화탄소를 단순히 포집·저장하는 수준을 넘어 유용 자원으로 전환하는 '생물학적 탄소 포집 및 활용 기술'의 상용화 가능성을 높였다는 점에서 의미가 있다.

연구 결과는 이달 안으로 대사공학 분야 국제 학술지 '메타볼릭 엔지니어링'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 말했다.