개미가 적을 만났을 때 뿜어내는 개미산과 지구온난화를 일으키는 원인으로 알려진 이산화탄소로 산업적으로 활용도가 다양한 일산화탄소 같은 유용한 물질을 만들어 내는 방법을 국내 연구진이 개발해 화제가 되고 있다.

카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀은 개미산과 이산화탄소만으로 유용한 산업용 물질을 만들 수 있는 대장균을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 마이크로바이올로지’에 실렸다.

대장균은 증식 속도가 빠르고 사람처럼 탄소를 갖고 있는 유기물질로 다양한 물질을 만들어 낸다. 이 때문에 이런 대장균의 대사과정을 활용해 유용한 화합물을 대량으로 생산하려는 시도들이 이어지고 있다. 원유나 천연가스를 처리해 휘발유나 디젤유를 만들어내는 증류탑이나 석유화학 공정을 대장균이 대신하도록 하려는 것이다.

개미에게서 추출되는 포름산, 일명 개미산은 이산화탄소에서 쉽게 만들어 낼 수 있다. 개미산은 액체상태로 보관하기 편리하고 미생물이 섭취하기 용이한 형태이다. 문제는 대장균에게 개미산을 주입할 경우 포도당처럼 다른 탄소성분의 영양소를 함께 공급해야 한다. 이렇게 될 경우 생산비용이 추가로 들 뿐만 아니라 미생물이 개미산을 이용하지 않는다는 것이다.

이에 연구팀은 대장균의 유전자를 변형시켜 이산화탄소로 유용한 원료 화합물을 합성할 수 있도록 대사경로를 바꿨다. 실제로 개량 대장균으로 이산화탄소와 개미산만 있는 배양접시에서 유용한 산업용 물질을 생산할 수 있는 대장균을 증식시키는데 성공했다.

이상엽 교수는 “이번 기술을 활용하면 대장균을 이용한 발효공정을 통해 개미산과 이산화탄소만으로 일산화탄소처럼 탄소 하나로 구성된 탄소화합물을 생산할 수 있는 기술을 개발했다는데 의미가 크다”라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr