“포도당만 넣으면 루테인 뚝딱”···KAIST, 친환경 미생물 생산기술 개발

은현민 박사과정(왼쪽), 이상엽 특훈교수(가운데), 신디 박사. [사진=]

[이뉴스투데이 김진영 기자] KAIST는 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 노안·백내장 예방에 효과가 있는 ‘루테인’을 고효율 대량 생산할 수 있는 미생물 균주 개발에 성공했다고 13일 밝혔다.

연구팀은 기존 대장균 기반 생산 시스템의 내독소 문제를 해결하고, 안전균주(GRAS)로 분류되는 코리네박테리움 글루타미쿰을 활용해 산업적 활용성과 안전성을 동시에 높였다. 루테인 합성 경로 병목을 해결하기 위해 전자 채널링 기술과 스캐폴드 기반 효소 배열 전략을 도입, 대사 흐름을 효율적으로 증대시켰다.

설탕처럼 흔한 포도당을 원료로 루테인을 친환경적으로 생산할 수 있는 미생물 플랫폼을 구축해 실용화를 앞당겼다는 평가를 받는다. 이 기술로 연구팀은 54시간 만에 리터당 1.78g 루테인 생산에 성공, 이는 기존 식물 및 미세조류 기반 추출 방식보다 생산성이 월등히 높다.

연구를 주도한 은현민 박사과정생은 “이번 연구는 미생물 기반 루테인 생산의 병목을 해소하고 산업적으로 경쟁력 있는 친환경 공정을 확립한 사례”라며 “향후 루테인을 포함한 다양한 천연물 생산 기술의 실용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이상엽 특훈교수는 “미생물을 활용한 대사공학 기술은 기존 식물 기반 및 화학합성 방식을 뛰어넘는 차세대 전략으로 부상하고 있다”며 “앞으로도 고부가가치 천연물의 효율적 생산을 위한 연구를 지속하겠다”고 설명했다.

한편, 이번 기술은 이상엽 특훈교수의 교원창업기업인 실리코바이오를 통해 상용화될 예정이며 해당 연구는 과학기술정보통신부 기후환경연구개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 은현민 KAIST 박사과정생과 신디 박사가 공동 제1 저자로 참여, 국제 학술지 ‘네이처 신시시스’에 게재됐다.