생물학적 이산화탄소 저감 기술 개발

[산업일보]
이산화탄소를 감축할 수 있는 개량 미세조류가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

미세조류는 광합성 미생물의 총칭으로, 1톤의 미세조류 배양을 통해 약 2톤의 이산화탄소 고정이 가능할 정도로 이산화탄소 감축 잠재력이 높은 것으로 평가되고 있다.

한국연구재단은 고려대학교 심상준 교수 연구팀이 미세 조류에 혹독한 고농도 이산화탄소를 바이오연료 같은 고부가가치물질로 고속 전환시킬 수 있는 생물학적 이산화탄소 저감 기술을 개발했다고 밝혔다.

이산화탄소를 탄소원으로 이용하는 미세조류는 이산화탄소를 활용해 직접 생분해성 플라스틱 같은 고분자, 바이오디젤 같은 바이오 연료, 의약품 등을 생산하는 데 이용될 수 있다.

다만, 미세조류는 고농도 이산화탄소에 대한 내성이 낮기 때문에 산업 전반에서 대량으로 발생하는 고농도 이산화탄소를 효율적으로 저감 및 전환하는 데는 한계가 있었다.

연구팀에 따르면, 미세조류에서 이산화탄소 내성이 낮은 것이 고농도 이산화탄소 환경 하에서 원형질막 수소 이온-ATP 분해효소 발현이 저조하기 때문임을 발견했다.

또한, 실제 식물에서 유래한 이 분해효소 유전자를 미세조류 내에 도입해 지속적으로 생체 펌프를 발현하도록 개량하자, 그렇지 않은 야생형 미세조류 대비 이산화탄소 내성이 3배 이상 높아졌다고 밝혔다.

이러한 결과에 대해 연구팀은 이산화탄소 용해 및 관련 물질대사의 결과로 미세조류 내에 지속적으로 축적되는 수소 이온을 이 생체 펌프가 세포 밖으로 원활하게 배출시켜 산성 환경에서도 미세조류의 활성을 유지할 수 있었기 때문이라고 설명했다.

연구팀은 옥외 대량 배양실험을 통해서도 이산화탄소 내성 향상 효과를 확인했다. 고농도 이산화탄소가 포함된 석탄 연소가스에 직접 노출시킨 경우에도 야생형 미세조류 대비 2배 이상 빠르게 이산화탄소를 바이오매스 및 바이오연료로 전환시키는 것으로 나타났다.