한국과학기술원(KAIST)은 30일 이상엽 특훈교수 연구팀이 대장균을 이용해 페놀을 생산하는 데 성공했다고 밝혔다.

 

페놀은 석유화학 공정을 통해 연간 800만톤 이상 생산돼 폴리카보네이트, 에폭시, 제초제 등 다양한 사업에 폭넓게 사용되는 화학물질이지만, 미생물에 대한 독성 때문에 미생물을 이용해 페놀을 만드는 연구는 미생물 1리터당 1그램 미만을 생산하는 수준에 그치고 있다.

연구팀은 18종의 다양한 대장균 균주에 대해 대사공학을 적용해 'BL21'이라는 대장균 균주가 페놀 생산에 가장 적합하다는 사실을 발견했다.

연구팀은 페놀의 대장균에 대한 독성을 최소화할 수 있는 '이상발효 공정(biophasic fermentation)'을 이용해 페놀의 생산량을 늘릴 수 있었다.

이렇게 개발된 대장균 균주는 기존 균주에 비해 월등히 높은 생산량과 생산능력을 보였으며, 이상 유가식 발효(biphasic fed-batch fermentation)에서 리터당 3.8그램의 페놀을 24시간 내에 생산할 수 있었다.

KAIST 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 지도 아래 김병진 박사, 박혜권 연구원이 공동 1저자로 참여한 이번 연구 성과는 'Biotechnology'(10월11일자) 온라인판에 실렸다.

김병진 박사는 "다양한 합성생물학 기술들을 기반으로 대장균을 개량해 페놀을 처음으로 생산했고, 가장 높은 농도와 생산성을 기록했다"면서 "이번 연구는 발효 공정의 개량을 통해 미생물에 독성을 지니는 화합물의 생산가능성을 보여줬다는데 큰 의미가 있다"고 말했다.