‘산업용 미생물 균주’ 대량생산 기술 개발

KAIST 이상엽-유승민 교수 “다양한 화학원료 만드는데 큰 역할”

원하는 원료만 만들 수 있는 맞춤형 산업용 미생물 균주의 생산 속도를 빠르게 할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다.

KAIST 생명화학공학과 이상엽 특훈교수와 유승민 연구교수 연구팀은 나일론 같은 산업용 화학 원료 생산에 필요한 맞춤형 미생물 균주를 친환경적으로 쉽고 빠르게 대량생산할 수 있는 ‘합성조절RNA 설계’ 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

합성조절RNA 설계는 이미 산업적으로 활용되고 있는 균주를 개량하거나, 새로운 형태의 산업용 균주를 개발해 화학물질과 원료, 의약품 등을 효율적으로 생산할 수 있는 기술이다.

이전에는 균주를 산업용으로 활용하기 위해서 미생물 내 유전자를 하나씩 제거하면서 변화를 관찰해야 했는데, 이 방법은 시간이 오래 걸리기 때문에 대용량 실험이 불가능했다는 단점이 있었다. 실험 대상인 미생물의 크기가 작아도 그 내부에는 수천 개의 유전자가 있고, 유전자들끼리 복잡한 대사회로로 연결돼 있어 단시간에 확인하기 불가능하다는 말이다.

이에 연구진은 대장균의 조절RNA를 활용해 특정 유전자의 발현을 인위적으로 막을 수 있도록 유전정보 서열을 새롭게 디자인한 맞춤형 합성조절RNA를 만들었다. 합성조절RNA를 외부에서 주입해 실험 대상 유전자에 다른 것이 붙지 못하도록 막아 단백질 생산을 차단한 것이다.

유 연구교수는 “우리가 원하는 화합물을 만드는 데 필요한 유전자 이외의 것들을 합성조절RNA가 차단해 주기 때문에 원하는 대로 대사회로를 설계해준다”며 “다양한 종류의 균주와 여러 유전자들에 대해 동시다발적으로 대용량 실험이 가능하기 때문에 화학원료 생산 패러다임을 근본적으로 바꿀 수 있을 것”이라고 설명했다.

KAIST 산학협력단 배중면 단장은 “이미 여러 외국기업이 이 기술에 큰 관심을 보이고 있어 조만간 기술 이전이 이뤄질 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 네이처 프로토콜스 9월호 표지 논문으로 실릴 예정이다.

전준범 동아사이언스 기자 bbeom@donga.com