이산화탄소를 생화학물질로 만들 수 있다?…혐기성 미생물 5종 발견

섬유산업 등 제조에 활용 가능한 생화학물질… 미생물로 만들어

아세토젠 미생물 AC1~5… 에너지 활용 잠재력 

[위즈덤 아고라 / 임서연 기자] 환경부 소속 국립 생물자원관 (관장 서민환)은 최근 온실가스인 이산화탄소를 흡수하고 대사물질로 ‘아세트산’을 만드는 ‘아세토젠(acetogens)” 혐기성 미생물 5종을 발견하고 이를 분리하는 데 성공했다고 밝혔다. 

아세토젠이란 이산화탄소나 일산화탄소와 같은 탄소원자(C1) 기반 기체를 우드-융달 대사회로(현재까지 자연계에 존재하는 이산화탄소 대사회로 중 가장 에너지효율이 높은 대사회로)를 통해 아세트산(빙초산으로 불리며, 조미료 및 유기화합물의 제조에 사용)으로 전환할 수 있는 미생물이다.

국립 생물자원관은 올해 초부터 지속 가능한 친환경 탄소 자원화 원천기술 개발의 하나로 카이스트 및 원광대학교(김종걸 교수) 연구진과 국내 하천 및 저수지 등에서 이번 아세토젠 미생물 5종(AC1~5)을 찾아냈다.  이들 미생물 5종이 이산화탄소를 이용하여 아세트산을 얼마만큼 생산하는지 분석했다. 그 결과 AC1의 경우 대표적인 아세토젠 미생물로 알려진 ‘클로스트리디움 융달리”와 유사한 아세트산 생산량을 갖춘 것으로 나타났다.

혐기성 미생물이란 생육에 유리 산소(O2)를 필요로 하지 않는 미생물을 말한다. 산소가 전혀 존재하지 않는 조건에서만 생활하며 산소가 조금이라도 존재하면 사멸하게 되는 것을 절대혐기성미생물이라 하고 산소의 존재 유무에 관계없이 자랄 수 있는 것을 통성혐기성미생물이라 한다.

연구진은 이번에 확보한 아세토젠 미생물 5종에 대한 유전체를 분석해 게놈지도를 완성하고, 유전체 정보를 국내 산업계 및 학계에 제공할 예정이라고 밝혔다. 

이번 연구는 아세트산을 생체촉매로 활용하여 이산화탄소를 바이오에탄올과 같은 화학연료로 만들 수 있는 “씨 1 가스 바이오리 파이너 라(C1 gas bio-refinery)” 기술의 핵심 기반이 될 전망이다. 아세토젠 미생물들을 이용하면 이들 미생물에서 나온 아세트산을 응용하여 화학연료를 생산할 수 있어 산업적 잠재력이 매우 높다. 

하지만 아세토젠 미생물은 배양조건이 복잡하며 미생물 특성에 대한 분석이 완전하지 않아 미국, 유럽 등 일부 국가에서만 이를 활용할 수 있는 지적재산권을 가지고 있다고 한다. 

이병희 국립 생물자원관 유용자원분석과정은 “우리나라 자생환경에서 온실가스를 흡수해 유용한 대사물질을 만드는 미생물을 지속적으로 찾아내 지적재산권을 확보하겠다”라며, “이번 신규 아세토젠 미생물 5종의 유전체 분석 및 균주 개량을 통해 온실가스 저감을 위한 원천기술을 확보함으로써 탄소중립 시대에 우리나라의 기술 자생력을 강화하겠다”라고 밝혔다.