합성가스를 에탄올로 바꾸는 ‘대사전환’ 핵심기술 개발

국내 연구진이 합성가스를 바이오연료로 전환하는 핵심 기술을 완성했다. 이는 합성가스 발효 과정에서 에탄올을 단일 산물로 생산하도록 미생물의 대사 경로를 전환한 결과다. 이를 통해 기존 기술의 한계를 극복하며 상업화 가능성을 크게 높였다.

한국연구재단은 광주과학기술원 장인섭 교수와 고려대학교 최인걸 교수 연구팀이 합성가스(CO, CO₂)와 C1 가스를 발효하여 단일화된 에탄올을 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.

합성가스 발효는 바이오연료와 바이오 화합물을 생산하는 경제적이고 환경친화적인 기술이다. 그러나 기존 방식은 혼합 산물이 생성돼 상업화에 어려움이 있었다. 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 합성가스 발효 과정에서 초산을 재흡수하여 에탄올로 전환하는 대사 경로를 구축했다.

미생물 아세토젠은 일산화탄소와 이산화탄소를 활용해 아세트산을 생성하는데, 연구팀은 이 과정에 새로운 경로를 추가해 에탄올을 단일 산물로 생산하는 방안을 제시했다. 기존의 ‘아세토제네시스’ 경로를 변형한 이 기술은 미생물 생장 저하 없이 단일 산물 생산을 가능하게 했다.

연구 성과는 바이오 연료 생산의 효율성을 크게 높이는 데 기여했다. 합성가스는 바이오매스와 폐기물의 가스화 과정에서 얻어질 수 있는 자원으로, 안정적이고 지속 가능한 공급이 가능하다. 이를 통해 탄소 배출을 줄이고 바이오 에너지 상업화를 촉진할 수 있다.

또한, 연구진은 에탄올 생성 과정에서 중요한 요소들을 명확히 규명했으며, 이를 통해 바이오 화합물 생산 기술의 새로운 가능성을 열었다. 이번 대사 전환 기술은 다양한 바이오 산업 분야에도 적용할 수 있어 확장성이 크다.

장인섭 교수는 “개발된 기술은 미생물 발효 과정에서 혼합 산물을 생성하던 기존 한계를 극복하며, 지속 가능한 바이오 에너지 생산을 위한 중요한 전기를 마련했다”며 “경제적이고 친환경적인 에너지 대량 생산을 가능하게 할 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 결과는 바이오 기술 분야의 국제 학술지 *트렌드 인 바이오테크놀로지(Trends in Biotechnology)*에 1월 9일자로 게재됐다.