인공세포에서 바이오원료만 쏙쏙 뽑아낸다

화학연, 합성생물학 기술 개발

[아이뉴스24 정종오 기자] 인공세포 속에 있는 바이오산업 원료를 원하는 대로 골라 자동으로 쉽게 뽑아내는 합성생물학 기술이 개발됐다. 기존에 인공세포를 파괴하거나 분해해 추출해야 했던 복잡한 과정을 단순화ㆍ자동화시켜 바이오원료를 얻기 위한 시간과 비용을 획기적으로 줄였다. 바이오 기술 개발에 폭넓게 적용될 것으로 기대된다.

한국화학연구원 이주영 박사팀과 포스텍 오승수 교수팀은 합성생물학을 바탕으로 인공세포 속 고부가가치 바이오 원료를 세포 밖으로 이동·분비시키는 기술을 설계, 개발했다.

기존에 세포 속 바이오 원료를 얻기 위해서는 주로 세포를 파괴하고 분해해야 했다. 세포 파괴 또는 분해 후 여러 혼합물질이 쏟아져 나오면 그 중 특정 원료만 추출해내는 복잡한 공정을 거쳐야 한다.

인공세포 속에 있는 바이오산업 원료를 원하는 대로 골라 자동으로 쉽게 뽑아내는 합성생물학 기술이 개발됐다. [사진=화학연]

연구팀은 이런 과정 없이 세포에서 원하는 바이오원료만 쏙쏙 골라 세포 밖으로 분비시키는 기술을 개발해 바이오 제조공정의 속도와 생산효율을 획기적으로 높였다.

연구팀은 세포 속 특정 바이오원료에 결합할 수 있는 단백질을 발굴하고 바이오원료와 단백질을 같이 세포 밖으로 분비시키는 신호태그 시스템을 인공적으로 설계했다. 이 기술을 활용하면 마치 공항의 특정 수하물에 수송태그가 붙어 원하는 경로로 이동되는 것처럼 신호태그 시스템을 통해 세포 속 바이오원료가 한 번에(one-stop) 원하는 경로로 자동으로 수송돼 세포 밖으로 나온다.

개발된 기술은 다양한 인공세포 속 여러 바이오 원료를 추출하는 미생물 세포 공장에 활용될 수 있는 플랫폼 기술이다. 앞으로 코로나19 백신 원료 중 하나인 스쿠알렌을 친환경적으로 생산할 수 있고 기존에 동식물로부터 얻고 있는 건강기능제품 원료를 대체할 수 있다.

이주영 박사는 “이번 기술은 바이오 전 분야에 파급력을 미칠 수 있는 글로벌 범용 기술”이라며 “전 세계적으로 주목받고 있는 바이오파운드리 구축과 발전에 기여할 수 있는 혁신적 합성생물학 기술로 앞으로 바이오 산업 발전의 가속화에 이바지할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

연구결과(논문명 : Metabolite trafficking enables membrane-impermeable-terpene secretion by yeast)는 과학분야 국제학술지 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’5월호에 실렸다.

/세종=정종오 기자(ikokid@inews24.com)

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