국내 연구진이 기후변화의 주범인 이산화탄소를 활용해 바이오 플라스틱을 만드는 기술을 세계 최초로 개발했다. 미래창조과학부는 한국과학기술연구원(KIST) 우한민 박사 연구팀과 고려대 심상준 교수 연구팀이 공동으로 이러한 연구 성과를 냈다고 5일 밝혔다.

바이오 플라스틱의 원료인 숙신산(Succinic acid)을 만들려면 미생물 에너지원인 바이오매스와 박테리아가 필요하다. 연구진은 바이오매스로 미세조류를 활용했다. 기존에는 옥수수·사탕수수 등 전분계 바이오매스나 폐목재 등을 활용한 목질계 바이오매스가 많이 사용됐다.

하지만 전분계는 곡물값 폭등 등을 이유로 연구가 사실상 중단됐고 목질계는 복잡한 화학구조와 비싼 효소 비용으로 상용화에 한계가 있었다. 반면에 미세조류는 빛과 이산화탄소만으로 대량 배양할 수 있어 경제적인데다 화학구조가 단순하고 척박한 곳에서도 잘 자라는 장점이 있다.

연구진은 이러한 미세조류 바이오매스에 유전자 재조합된 특수 박테리아를 개발해 숙신산을 만들어내는 데 성공했다. 이 박테리아는 바이오화학·식품 등의 산업에서 아미노산·핵산 등을 생산하는데 실제 활용되는 코리네박테리움 글루타미쿰 균주를 개량한 것이다.

기존에는 박테리아가 바이오매스 내 전분을 분해하도록 효소를 추가로 집어넣어 줘야 했지만 이 박테리아는 스스로 효소를 직접 생산해 효율이 높고 비용이 적게 든다.

연구진은 이번 연구 결과가 바이오 플라스틱뿐만 아니라 코팅소재, 합성가소제, 우레탄, 솔벤트 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

우한민 박사는 “이번 연구를 통해 화석연료 고갈과 기후변화에 대응하는 지속가능한 차세대 바이오매스인 미세조류를 폭넓게 활용할 수 있는 새로운 가능성을 제시했다”고 자평했다.

이번 연구 성과는 네이처 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 온라인판 7월 24일자에 실렸다.