▲ (左부터) 이상엽 카이스트 생명화학공학과 교수, 대사공학적으로 개량된 대장균이 바이오매스로부터 PLGA 및 다양한 PLGA 공중합체를 생산하는 전체 개념도.

기존 복잡하고 비친환경적인 화학공정을 대체할 친환경 바이오 폴리머 생산공정이 개발됐다.

미래창조과학구(장관 최양희)는 이상엽 KAIST 연구팀이 약물전달체, 임플란트등에서 뛰어난 생분해성과 생체적합성, 구조적안정성, 낮은 독성을 가지는 대표적 의료용 고분자인 폴리락테이트-co-글라이클레이트(poly(lactate-co-glycolate),PLGA)를 개발했다고 밝혔다.

기존의 폴리락테이트-co-글라이클레이트는 화학적으로 복잡한 여러단계를 거쳐 비효율적이었고 유독성 금속촉매가 사용돼 친환경적이지 못한 단점이 있었다.

이에 연구진은 폐목재, 볏짚등 재생가능한 바이오매스를 기반으로 폴리락테이트-co-글라이클레이트를 생산하는 미생물(균주)를 개발해 기존 화학공정보다 친환경적이고 단순화한 공정을 개발했다.

또한 이 미생물 균주를 통해서 다양한 목적성 고분자( 3-하이드록시뷰트레이트, 4-하이드록시뷰트레이트, 6-하이드록시헥사노에이트, 5-하이드록시발러레이트, 2-하이드록시아이소발러레이트 등)의 생산이 가능해져 신규 바비오플라스틱 생산에 새로운 지평을 열었다.

이상엽 교수는 “이번 연구는 의료용 고분자의 대표적 물질인 폴리락테이트-co-글라이콜레이트를 만드는 미생물을 개발한 세계 최초의 연구“라며 “인공고분자를 생물학적 방법으로 생산할 수 있는 시스템을 구축했다는 점에서 큰 의미를 가진다.”고 말했다.

미래창조과학부는 이번 연구 결과는 자원고갈, 기후변화 등의 문제를 안고 있는 기존 석유 의존형 화학산업을 재생가능한 자원을 통해 지속성장이 가능한 바이오 의존형 화학산업으로 바꾸기 위한 바이오 리파이너리 분야의 의미있는 성과이며, 해당 분야 연구에 대해 지속적으로 지원할 계획이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 미래창조과학부 기후변화대응기술개발사업의 지원으로 연구를 수행하였으며, 생명공학 분야의 최고 권위지인 Nature Bio-technology 온라인 판에 8일 게재되었다.