신기술

 

온실가스 흡수 아세트산 생산 미생물 5종 발견·분리 성공

 

국립생물자원관, 이산화탄소 대사능력 갖춘 혐기성 미생물 분석

미생물 활용 청정에너지 개발…산업적 잠재력 높아 녹색산업 발전 기대

 

환경부 소속 국립생물자원관(관장 서민환)은 최근 온실가스인 이산화탄소(CO₂)를 흡수하고 대사물질로 생화학물질인 ‘아세트산’을 생산하는 ‘아세토젠(acetogens)’ 혐기성 미생물 5종을 발견하고 이를 분리하는데 성공했다고 밝혔다. 아세토젠은 이산화탄소나 일산화탄소(CO)와 같은 C1 가스를 우드-융달 대사회로(Wood-ljungdahl pathway: 현재까지 자연계에 존재하는 이산화탄소 대사회로 중 가장 에너지효율이 높은 대사회로)를 통해 아세트산으로 전환할 수 있는 혐기성 미생물이다.

국립생물자원관은 최근 온실가스를 흡수해 아세트산을 생산하는 미생물 5종을 발견, 분리에 성공했다. 사진은 국내 자생환경에서 온실가스 활용 미생물 확보 및 분석 모습.

 

국립생물자원관은 올해 지속가능한 친환경 탄소 자원화 원천기술 개발의 하나로 카이스트의 조병관 교수 및 원광대학교의 김종걸 교수 연구진과 함께 국내 하천 및 저수지 등에서 아세토젠 미생물 5종(AC1〜5, 가칭)을 찾아내 분석했다. 연구진은 아세토젠 미생물 5종이 이산화탄소를 이용해 얼마만큼의 아세트산을 생산하는지 분석했다. 분석 결과, AC1의 경우 대표적인 아세토젠 미생물로 알려진 ‘클로스트리디움 융달리(Clostridium ljungdahlii)’와 유사한 아세트산 생산량을 갖춘 것으로 나타났다. 

연구진은 이번에 확보한 아세토젠 미생물 5종에 대한 유전체 분석을 통해 게놈지도를 완성하고, 유전체 정보를 국내 산업계 및 학계에 제공할 예정이다. 세계적으로 유전체가 해독된 아세토젠 미생물이 16종에 불과하여 이번에 발견된 미생물 5종의 유전체 정보가 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

이번 연구는 아세트산을 생체촉매로 활용해 이산화탄소를 바이오에탄올과 같은 화학연료로 만들 수 있는 ‘C1 가스 바이오리파이너리(C1 gas bio-refinery)’ 기술의 핵심 기반이 될 수 있다. 최근 미국 민간기업이자 아세토젠 관련 가장 많은 특허 수를 보유하고 있는 란자테크(Lanza Tech)에서 이 기술에 대해 실증단계를 마치고 사업화에 나서고 있다.

 

연구진은 이번 연구가 미생물을 활용한 온실가스 저감 청정에너지 개발 등 녹색산업 발전에 도움이 될 수 있을 것으로 예상하고 있다. 아세토젠 미생물들을 이용하면 이들 미생물에서 나온 아세트산을 응용해 화학연료를 생산할 수 있어 산업적 잠재력이 매우 높다. 다만 아세토젠 미생물은 배양조건이 복잡하고, 미생물 특성에 대한 분석이 완전하지 않아 미국, 유럽 등 일부 국가에서만 이를 활용할 수 있는 지적재산권을 가지고 있다.

이병희 국립생물자원관 유용자원분석과장은 “우리나라 자생환경에서 온실가스를 흡수해 유용한 대사물질을 만드는 미생물을 지속적으로 찾아내 지적재산권을 확보하겠다”라며, “이번 신규 아세토젠 미생물 5종의 유전체 분석 및 균주개량을 통해 온실가스 저감을 위한 원천기술을 확보함으로써 탄소중립 시대에 우리나라의 기술 자생력을 강화하겠다”라고 밝혔다.

 

[『워터저널』 2022년 7월호에 게재]