UNIST 敎授팀, 地球溫暖化主犯 ‘메탄’ 먹고 自願 만드는 ‘微生物’ 發見

뉴스1
入力 2019年 11月 21日 12時 47分

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UNIST 에너지 및 화학공학부의 김동혁 교수(사진 좌측)팀은 경희대 이은열 교수팀과 공동으로 메탄자화균 중 ‘마이크로븀 알칼리필럼 20Z(M. alcaliphilum 20Z)’의 대사경로를 밝혔다.© 뉴스1 — UNIST 에너지 및 化學工學部의 김동혁 敎授(寫眞左側)팀은 慶熙大 이은열 敎授팀과 共同으로 메탄磁化菌中 ‘마이크로븀 알칼리筆럼 20Z(M. alcaliphilum 20Z)’의 大使經路를 밝혔다.ⓒ 뉴스1

溫室가스로 알려진 메탄(CH₄)을 먹고 有用한 物質로 바꿔주는 微生物인 ‘메탄磁化菌’의 새로운 代謝經路가 UNIST 硏究팀에 依해 糾明돼 微生物을 活用해 메탄을 資源으로 바꾸는 技術의 礎石이 될 展望이다.

UNIST 에너지 및 化學工學部의 김동혁 敎授팀은 慶熙大 이은열 敎授팀과 共同으로 메탄磁化菌中 ‘마이크로븀 알칼리筆럼 20Z(M. alcaliphilum 20Z)’의 大使經路를 밝혔다.

이 微生物은 炭化水素를 먹고 分解해 有用한 物質로 만드는데 炭素供給源이 메탄에서 메탄올로 달라질 때 全體代謝過程에 變化가 생겼다.

김동혁 敎授는 “地球溫暖化의 原因이 되는 메탄은 産業用 폐가스, 酪農業, 셰일가스 抽出過程에서 多量으로 放出되고 있다”며 “이러한 메탄을 高附加價値物質로 만들기 爲해서는 메탄을 消耗하는 메탄磁化菌의 代謝過程에 對한 正確한 理解가 必須的”이라고 强調했다.

메탄磁化菌의 代謝過程을 理解하면 그 基盤으로 遺傳子를 造作해 大使經路를 調節할 수 있어 메탄이나 메탄올을 原料로 活用해 願하는 物質을 精確하게 얻어낼 수 있다.

只今까지는 메탄이나 메탄올의 代謝過程은 普通 ‘메탄이 酸化돼 메탄올로 바뀌는 現象’에서 始作한다고 알려졌는데, 이 程度로는 各物質에 따른 正確한 臺詞過程을 把握하기 어려웠다.

이番硏究에서는 메탄磁化菌이 炭素供給源으로 메탄올을 利用할 境遇 메탄을 利用할 때보다 많은 포름酸을 만들어내는 特異한 現象을 發見했다.

始作過程이 같은데도 結果物이 달라지는 까닭은 全體 에너지 代謝過程이 바뀌기 때문이었다.

메탄을 메탄올로 變換하는 化學反應에 使用되는 助酵素(NADH) 量이 달라지기 때문에 全體 에너지 大使와 炭素臺詞에 差異가 생기고, 그 結果生成되는 化合物로 다른 것이다.

共同 1著者인 박준영 UNIST 化學工學科席·博士統合過程硏究員은 “메탄이 아닌 메탄올을 炭素供給源으로 使用할 때는 全體生産物의 約 25% 程度가 포름酸이었다”며 “이는 單純하게 메탄을 메탄올로 變換하는 ‘메탄 모노옥시게나아제’를 使用하고 마는 問題가 아닌 全體大使過程이 달라지면서 나타나는 現象”이라고 說明했다.

硏究팀은 遺傳體水準의 컴퓨터 모델링(Genome-scale modeling)을 利用해 메탄磁化菌의 代謝變化를 正確히 알아 낼 수 있었다. 메탄磁化菌의 代謝過程은 마치 ‘수많은 境遇의 數가 있는 사다리 타기’처럼 複雜한데, 컴퓨터 모델링이 炭素 흐름을 한눈에 把握 할 수 있게 해준 德分이다.

김동혁 敎授는 “只今까지 잘 알려지지 않았던 M. alcaliphilum 20Z의 炭素供給源에 따른 大使經路의 差異는 메탄가스로 인한 環境問題를 解決하는 데 寄與할 것”이라며 “이 微生物을 産業的으로 附加價値가 높은 物質을 生産하기 위한 技術을 開發하기 위해 代謝工學的觀點에서 後續硏究를 準備中”이라고 말했다.

國家硏究財團의 C1 가스리파이너리 事業의 支援으로 이뤄진 이番硏究는 國際學術誌 ‘메타볼릭 엔지니어링(Metabolic engineering)’에 10月 15日子 온라인版에 揭載됐다.

(蔚山=뉴스1)