가속화되는 지구온난화 문제를 유발하는 온실가스, 특히 이산화탄소의 저감 및 이용에 관한 연구는 현 시대의 필수불가결한 연구 분야이다. 탄소 포집 및 저장(Carbon Capture and Storage, CCS)은 방출 이산화탄소 저감을 위한 방법으로 제안되어 왔지만 최근에는 탄소 포집 및 활용(Carbon Capture and Utilization, CCU)에 관한 연구가 더욱 강조되고 있다. 생물학적 이산화탄소의 전환은 CCU를 위한 여러 가지 방법 중 주요 친환경 기술 중 하나로, 다양한 대사 경로를 통해 이산화탄소를 바이오 연료, 화학 물질, 바이오매스 등 다른 유기 물질로 전환 가능하다. 본 논문에서는 현재까지 알려진 7가지 이산화탄소 고정 경로를 탄소 수에 따라 간략히 요약하고 최신 연구 결과를 조사하였다. 또한, 이산화탄소 동화 반응에 중요하게 작용하는 산화환원 보조인자(Redox cofactor)의 특징 및 재생성(regeneration)의 중요성에 대해 논의하였다. 이를 적용하여 향후 지속적으로 탄소 전환이 가능한 최적 모델의 연구가 수행될 것이며, 생물학적 이산화탄소 전환이 온실가스 감축 및 자원 순환 측면에서 고부가 바이오 물질 생산에 중요한 역할을 할 것으로 기대한다.
한국생명공학연구원 합성생물학연구센터
E-mail : bhsung@kribb.re.kr
한국생명공학연구원 전임/선임/책임연구원
한국과학기술원 공학생물대학원 학연교수
UN 생물다양성협약(CBD) 합성생물학 다학제특별전문위원
한국연구재단 차세대바이오단 초빙전문위원/부단장
과학기술연합대학원대학교(UST) 시스템생명공학과 교수
한국과학기술원 자연과학연구소 연구교수
한국과학기술원 생명과학과 이학석사/박사
한국생명공학연구원 합성생물학연구센터
E-mail : dukyeongk@gmail.com
한국생명공학연구원 합성생물학연구센터 박사후연구원
과학기술연합대학원대학교(UST) 이학석사/박사(시스템생명공학)
한국생명공학연구원 바이오화학연구센터 인턴연구원
국립암센터 병리과 과제참여연구원
동의대학교 이학사(임상병리학)
한국생명공학연구원 합성생물학연구센터 유전체-단백질 공학 연구실(Genome & Protein Engineering Lab)에서는 합성생물학 기반의 미생물 유전체 재설계 및 단백질 공학 기술을 이용하여 환경부산물의 생물학적 전환을 통한 고부가 바이오물질 생산 연구를 수행하고 있다. 연구의 뼈대가 되는 인공유전체 제작, PET/PE 분해산물을 대사하는 미생물 개발 등의 플랫폼 균주를 구축, 개발하고 있으며, 개발한 플랫폼 미생물과 효소를 이용하여 이산화탄소 환원, 리그닌 분해, 플라스틱 업사이클링 등을 통한 폐자원의 유용 바이오소재 전환 연구를 진행하고 있다. 효율적인 생물학적 전환을 위해 효소의 기능 개선 및 공간적 집적화 기술을 개발하는 연구를 함께 진행중이며, 항생제 내성균에 대응하기 위한 고부가 바이오 소재인 항균 코팅 펩타이드 개발 연구 등 사회 전반의 문제 해결을 위한 연구를 진행하고 있다.
- 합성생물학 기반 미생물 유전체 재설계 및 인공유전체 제작
- 접착성 항균 펩타이드 및 단백질 개량
- 다양한 효소 집적화 비계(scaffold) 개발 및 효소 분비생산 시스템 개발
- 폐자원(CO2, 플라스틱, 리그닌 등) 바이오리파이너리를 통한 고부가 바이오 소재 생산
