KAIST, 새로운 'C1 가스' 대사회로 발견

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한국과학기술원(KAIST·총장 신성철)이 이산화탄소(CO₂)를 비롯해 단일 탄소로 이뤄진 'C1 가스'를 활용하는 새로운 대사회로 메커니즘을 규명하는데 성공했다. C1 가스를 고부가 생화학물질화하는 산업 발전에 기여할 수 있다.

KAIST는 조병관 생명과학과 교수팀이 현재까지 알려진 것 가운데 가장 효율이 우수할 것으로 전망되는 C1 대사회로를 찾아냈다고 26일 밝혔다.

유전체 분석을 통한 클로스트리디움 드라케이 신규 C1 가스 고정 대사회로
<유전체 분석을 통한 클로스트리디움 드라케이 신규 C1 가스 고정 대사회로>

현재까지 자연계에 알려진 C1 가스를 유기물로 전환하는 대사회로는 총 6개다. 이 가운데 미생물 아세토젠에서 발견되는 우드-융달 대사회로는 C1 가스 흡수 대사회로 중 가장 효율적인 회로로 알려져 있다. 그러나 대장균과 같은 산업 미생물과 비교했을 때 생장 속도가 10배 이상 느리다는 단점이 있다. 생장 속도는 생화학물질 생산과 직결되는 요소다.

연구팀은 아세토젠 미생물 중 하나인 클로스트리디움 드라케이가 CO₂ 흡수 시 다른 미생물에 비해 빠른 생장 속도를 나타내는 점에 주목해 연구했다. 차세대시퀀싱 기술을 이용한 게놈서열·유전자 분석으로 디지털 가상 세포를 구축한 결과 현재까지 보고되지 않은 7번째 대사회로 존재를 발견했다.

사진 왼쪽부터 조병관 KAIST 교수, 송요셉 박사
<사진 왼쪽부터 조병관 KAIST 교수, 송요셉 박사>

이 대사회로는 우드-융달 대사회로와 글리신(아미노산 일종) 생합성 대사회로가 결합된 새로운 형태다. 연구팀은 클로스트리디움 드라케이 미생물이 새로운 대사회로를 사용해 C1 가스를 흡수하는 것을 증명했다.

더불어 관련 유전자를 세포 성장 속도가 느린 다른 아세토젠 미생물에 도입한 결과 빠른 속도로 C1 가스를 사용해 생장함을 확인했다. 우드-융달 대사회로 대비 약 1.5~1.7배 많이 가스를 사용해 생장했다. 이에 따라 실제 고부가가지 물질 생산량도 기존보다 커질 것으로 예측했다.

조 교수는 “연구팀이 발굴한 신규 C1 가스 고정 대사회로를 이용해 아세토젠 미생물의 느린 생장 속도에 따른 고부가 생화학물질 생합성 한계를 극복할 수 있을 것”이라고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com