31일 KAIST에 따르면 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 시스템 대사공학을 활용해 재생 가능한 탄소원인 ‘글리세롤’로부터 ‘나일론6’ 및 ‘나일론6,6’의 핵심 단량체 3종을 생산할 수 있는 대장균 기반 모듈형 플랫폼을 개발했다. KAIST 제공
31일 KAIST에 따르면 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 시스템 대사공학을 활용해 재생 가능한 탄소원인 ‘글리세롤’로부터 ‘나일론6’ 및 ‘나일론6,6’의 핵심 단량체 3종을 생산할 수 있는 대장균 기반 모듈형 플랫폼을 개발했다. KAIST 제공
31일 KAIST에 따르면 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 시스템 대사공학을 활용해 재생 가능한 탄소원인 ‘글리세롤’로부터 ‘나일론6’ 및 ‘나일론6,6’의 핵심 단량체 3종을 생산할 수 있는 대장균 기반 모듈형 플랫폼을 개발했다. KAIST 제공
[충청투데이 조정민 기자] KAIST 연구진이 미생물을 활용해 친환경적으로 나일론 핵심 원료를 생산할 수 있는 기술을 개발했다.
31일 KAIST에 따르면 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 시스템 대사공학을 활용해 재생 가능한 탄소원인 ‘글리세롤’로부터 ‘나일론6’ 및 ‘나일론6,6’의 핵심 단량체 3종을 생산할 수 있는 대장균 기반 모듈형 플랫폼을 개발했다.
‘나일론6’는 유연성이 높아 의류·필름 등에 사용되며 ‘나일론6,6’은 강도와 내열성이 우수해 자동차·기계 부품 등에 활용된다.
이번 연구의 핵심은 생산 경로를 상·하류 균주 두 개로 나누고 서로 다른 역할을 하는 대장균이 이를 나눠 맡도록 한 점이다.
이를 통해 연구팀은 나일론 6,6의 핵심 원료인 아디픽산과 헥사메틸렌다이아민, 나일론 6의 핵심 원료인 엡실론 카프로락탐을 하나의 통합 플랫폼에서 생산하는 데 성공했다.
이번 기술은 석유화학 공정에 의존하던 나일론 원료를 바이오 기반으로 생산할 수 있는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 크다.
연구팀은 향후 AI 기반 효소 설계와 추가적인 시스템 대사공학을 접목해 생산성을 더욱 높이고 다양한 고분자 원료 생산으로 확대할 계획이다.
이상엽 KAIST 특훈교수는 “이번 연구는 나일론 6와 나일론 6,6 생산에 필요한 핵심 단량체를 재생 가능한 탄소원으로부터 생산할 수 있는 모듈형 미생물 플랫폼을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “앞으로 효소와 대사 흐름을 더욱 고도화해 생산성을 높이고 다양한 바이오 기반 고분자 원료를 지속가능하게 생산할 수 있는 핵심 플랫폼으로 발전시켜 나가겠다”고 전했다.
이번 연구 결과는 생명화학공학과 안다희 박사가 제 1저자로 참여한 논문으로, ‘미국국립과학원회보 (PNAS)’에 지난 4일 게재됐다.
한편 이번 연구는 과기정통부가 지원하는 석유대체 친환경 화학기술개발사업의 ‘바이오화학산업 선도를 위한 차세대 바이오리파이너리 원천기술 개발’ 과제 및 합성생물학 핵심기술 개발사업의 ‘바이오제조 산업 선도를 위한 첨단 합성생물학 원천기술 개발’ 과제의 지원을 받아 수행됐다.
조정민 기자 jeongmin@cctoday.co.kr
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