[미국] CO2-바이오매스를 동시에 활용하는 대사경로 발견

DOE산하 국립재생에너지연구소(NREL)의 연구진들이 CO2를 섭취하면서 동시에 셀룰로오스 바이오매스를 분해하여 수소와 탄화수소계 바이오연료를 생산할 수 있는 대사경로가 미생물에 존재한다는 놀라운 발견을 하고 이를 PNAS 학술지를 통해 발표했다.

연구팀은 Clostridium thermocellum 이라는 박테리아를 대상으로 연구를 진행하였는데, 이 박테리아는 셀룰로오스 바이오매스를 수소와 탄화수소로 직접 변환시킬 수 있다고 알려져 있다.

일반적으로 대부분의 박테리아는 탄수화물과 같은 탄소성분을 섭취하게 되면 대사과정을 통해 또 다시 탄소성분인 이산화탄소를 부산물로 발생시키기 때문에 전체적인 탄소활용도가 감소하는 결과를 낳게 된다. 하지만, C. thermocellum의 경우 중탄산염(bicarbonate) 형태의 이산화탄소를 배지(medium)에 주입하게 되면, 이 박테리아의 성장이 오히려 촉진되는 이해할 수 없는 결과를 얻게 된다.

연구팀은 바로 이 수수께끼 같은 현상에 주목하였는데, 탄소동위원소를 이용한 질량분석법을 통해, 어떻게 이산화탄소가 이 박테리아 세포에 들어가서 탄수화물 먹이와 함께 바이오연료로 전환되는지에 대해 지금까지 학계에 알려지지 않은 새로운 대사경로를 알아내었다.

또한 연구팀은 중탄산염의 첨가를 통해 이 박테리아의 탄소활용도가 65.7%에서 75.7%까지 증가한다는 것도 알아내었다.

이러한 연구결과는 셀룰로오스를 분해하는 박테리아의 탄소대사에 대한 기본 정설을 뒤집는 새로운 패러다임을 제공할 뿐만 아니라, 환경에 악영향을 끼치는 CO2의 양을 감축시키면서 바이오연료를 생산할 수 있는 새로운 길을 보여준다.

[출처 = 녹색기술정보시스템(www.greenplatform.re.kr) / 2016년 11월 23일]