이상엽 카이스트 생명화학공학과 교수의 연구실은 컴퓨터 안에 사는 이른바 ‘가상세포’ 프로그램을 이용해 갖가지 새로운 미생물을 만드는 곳으로 유명하다. 1999년엔 ‘생분해성 플라스틱’ 물질을 분비하는 대장균, 2004년엔 단백질을 몸 밖으로 배출하는 ‘슈퍼대장균’을 만들었고, 지난해엔 필수 아미노산인 ‘발린’과 ‘스레오닌’을 더 빠르고 더 많이 분비하는 대장균들을 만드는 데 성공했다.
무작위로 돌연변이를 일으킨 뒤 그 가운데 뛰어난 것을 골라내 증식하는 전통적 균주 개발 방식과는 달리, 미생물의 대사과정 전체를 가상세포 프로그램으로 만든 뒤, 컴퓨터 안의 가상실험을 통해 대사 과정을 최적화하는 쪽으로 유전자를 조작해 새 미생물을 만든다. 이른바 ‘시스템 생물학’이며 ‘대사공학’ 기법이다.
이번엔 에너지 효율이 높은 바이오연료를 만드는 발효 균주를 같은 방식으로 만들어냈다. 연구팀은 지난 2일 “지에스칼텍스 중앙기술연구소와 공동연구를 벌여 차세대 바이오연료인 ‘바이오부탄올’(알코올의 일종)을 효율적으로 생산하는 새 균주를 개발했다”고 밝혔다.
새 균주는 요즘 널리 쓰이는 발효 균주인 클로스트리듐 박테리아의 유전자를 바꿔 대사과정을 개량해 만들었다. 새 균주는 나무조각과 볏짚 같은 유기물 쓰레기(바이오매스)의 발효 과정에서 연료로 쓸 수 있는 부탄올과 에탄올만 6 대 1 비율로 만들어내고 연료로 쓰기 힘든 아세톤의 발생은 억제한다.
오철우 기자