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KAIST, 바이오기반 화학물질 생산을 위한 대사능력 증폭 방법 개발 백경희 |
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KAIST(총장 서남표)는 생명화학공학과 이상엽(46세, 생명과학기술대학 학장, 바이오융합연구소 공동소장) 특훈교수팀이 바이오기반 화학물질 생산에 핵심이 되는 생산균주를 효율적으로 제작하는 방법을 개발했다고 28일 밝혔다.
화석원료에서 탈피해 재생 가능한 원료로부터 화학물질을 효율적으로 생산하기 위해서는 미생물의 대사능력을 우리가 원하는 방향으로 조작하고 관련 유전자를 증폭하는 기술이 요구된다.
KAIST를 졸업한 최형석 박사(36세, 한화케미칼 근무)의 학위논문연구로 김태용 박사(34세, 연구교수)와 공동 수행한 이번 연구는 미생물의 대사능력을 증폭할 수 있는 방법을 가상세포 모델을 이용해 효율적으로 찾아내는 기술이다. 이 기술을 유용한 화학물질인 라이코펜(lycopene) 생산에 적용해 실제 대량생산이 가능한 미생물 제작에 성공했다.
이번 연구에서 제안한 신규 균주개발 방법은 '목적 흐름을 강제하는 방법에 기반을 둔 흐름 스캐닝(FSEOF: Flux Scanning based on Enforced Objective Flux)'으로서 관련 기술은 전 세계 특허 출원 중이다.
교육과학기술부 시스템 생물학 연구개발사업으로 수행된 본 연구는 시스템 대사공학기술과 생물공정기술의 접목을 통해 유전자 증폭 타겟을 예측할 수 있는 방법을 처음으로 제시했다는데 큰 의미가 있다.
또한, 활성산소를 막아주어 항산화제의 역할을 할 뿐만 아니라, 암 예방 및 면역체계를 향상시키는데 중요한 역할을 하는 카르테노이드계 화합물인 라이코펜을 효율적으로 생산할 수 있는 대장균을 개발했고, 이를 바이오가솔린의 생산에도 적용할 수 있다.
이번 연구결과는 미국 미생물학회에서 발간하는 응용환경미생물지(AEM, Applied and Environmental Microbiology) 3월 26일자 온라인판에 게재됐다.
사이언스지(Science)는 지난 23일 발간된 호에서 '긍정적 강화'라는 제목의 편집장 선정논문 (에디터스 초이스; Editors' Choice)에서 이번 연구결과의 중요성을 소개하기도 했다. 사이언스지의 에디터스 초이스는 각 과학 분야의 연구 중 가장 혁신적이고 주목되고 있는 논문을 엄선해 소개한다.
KAIST 관계자는 "이번 이교수팀의 연구결과가 사이언스지의 에디터스 초이스로 소개된 것은 혁신적인 연구로 인정받았다는 것이며, KAIST의 대사공학 연구가 전 세계적으로 리더 역할을 하고 있다는 것을 보여준다."고 말했다.
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