탄소 중립 실현을 앞당길 수 있는 바이오 에너지를 대량 생산할 수 있는 길이 열렸다.
광주과학기술원(GIST) 환경·에너지공학부 장인섭 교수 연구팀과 고려대학교 융합생명공학과 최인걸 교수 연구팀은 합성가스와 C1 가스 미생물 발효 상용화를 위해 필요한 단일 화합물 생성, 고급화 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 합성가스는 천연가스와 달리 인공적으로 만든 가스로, 바이오매스나 폐기물의 가스화 또는 산업 공정에서 발생하는 부생가스를 활용해 지속적으로 확보할 수 있다.
합성가스 발효는 탄소 중립 실현을 도울 수 있는 유망 기술로 꼽힌다. 바이오 연료나 바이오 화합물로서 경제적 가치가 높은 초산과 에탄올, 부티르산, 부탄올 등을 만들 수 있다.
문제는 합성가스나 C1 가스 발효를 도울 균주다. 기존의 기술로는 미생물 생장 저하와 생산성 저하 같은 문제점을 해결할 수 없어서 상용화가 쉽지 않았다.
연구팀은 이산화탄소를 흡수해 대사물질인 아세트산을 만들어내는 미생물 아세토젠의 발효 특성을 활용해 문제를 풀었다. 아세토젠은 이산화탄소나 일산화탄소와 같은 탄소원자(C1) 기반 기체를 아세트산으로 전환할 수 있는 미생물이다.
연구팀은 이 아세토젠에 에탄올 대사 경로를 도입해 기존 대사 경로를 이용해 아세트산을 만드는 과정인 ‘아세토제네시스’에서 에탄올을 단일 생산할 수 있는 ‘에탄올로제네시스’로 대사 전환을 시켰다. 장인섭 교수는 “이번에 개발된 균주는 미생물 발효 과정에서 혼합 산물이 생성되는 기존 한계를 극복하고, 단일 화합물 생산이라는 중요한 진전을 이뤄냈다”며 “경제적이고 친환경적인 바이오 에너지 대량 생산 가능성을 크게 높일 것으로 기대된다”고 말했다.
참고 자료
Trends in Biotechnology(2025), DOI : https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2024.11.008
