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중국, ‘섬유소 부탄올 제조 기술 연구’에서 새로운 성과 달성
부탄올(butanol), 에탄올(ethanol)과 아세톤(acetone)은 기초 화학품에 속한다. ‘1세대 생물학적 방법’으로 개발한 ‘용매 기술(Solvent technology)’은 옥수수 가루, 밀 전분 등 식량 원료를 ‘용매 생산 클로스트리디움(Clostridium) 발효 기반’으로 사용하고 있다. 하지만 원료 원가가 너무 높기 때문에, 대부분은 ‘1세대 생물학적 방법’으로 용매를 생산하는 업체들이, 석유화학공업 분야 업체들과 경쟁할 수 없는 불리한 상황에 처해 있다.
‘재생 가능하고 가치가 낮은 옥수수 줄기를 이용하여 대량 사용되는 화학품을 개발하는 기술과 방법’은 ‘용매 발효 원료 원가’를 낮출 수 있기 때문에 ‘생물 용매’의 경쟁력을 대폭 강화할 수 있을 뿐만 아니라 옥수수 줄기와 같은 농업 폐기물로 인해 생성되는 환경 문제를 해결할 수 있기 때문에 중대한 의미를 가진다.
하지만 옥수수 줄기의 가수 분해 액체의 독성(毒性)이 강하고, 당분(糖分)이 복잡하다. 옥수수 줄기 가수 분해 용액으로 하여금 옥수수 줄기 가수 분해 용액 중의 각 종 억제 물질에 견딜 수 있게끔 할 뿐만 아니라 옥수수 줄기 가수 분해 용액 속의 복잡한 탄소 소스(Carbon source)를 동일한 높은 효율성으로 이용할 수 있게끔 하는 차세대 용매 생산 클로스트리디움(Clostridium) 개발은 옥수수 줄기를 이용하여 대량 사용되는 화학품을 개발하는데 있어서 시급히 해결해야 할 중요한 기술 난제에 속한다.
중국 상하이시(上海市)에 위치하여 있는 ‘중국과학원’ 산하 ‘상하이(上海) 생명과학 연구원’ 소속 ‘식물 생리(生理) 생태 연구소’ 양성(楊晟), 장워이훙(姜衛紅) 연구원 연구팀은 ‘상하이 공업 생물기술 연구개발 센터’에서 선정한 ‘억제 물질에 견디는 능력이 강한 용매 생산 클로스트리디움(Clostridium) 숙주 균(Host strain)’을 기반으로 ‘다섯 탄소(Five-carbon) 설탕 대사 루트 관련 유전자’에 대한 감정(Appraisal)을 실행하였다.
연구팀은 ‘특이하고 부정적인 조절 팩터(Factor) 차단’과 ‘설탕 수송 속도 강화’ 등 다양한 ‘책략(策略)’을 통해 균주(strain)가 가수 분해 액체 중의 복잡한 탄소 소스를 공통으로 이용할 수 있는 능력을 뚜렷이 향상시킴으로써 발효의 경제성을 대폭 향상시키는데 성공하였다.
연구팀의 관련 연구성과는 온라인으로
‘Metabolic Engineering （http://dx.doi.org/10.1016/j.ymben.2012.05.003）’과 ‘BMC Genomics’ 학술지에 발표되었다.
동시에 관련 요청에 따라 ‘제9회 국제 대사(代謝) 공정 회의(프랑스 비아리츠(Biarritz))’, ‘중국-독일 선진 바이오 연료와 대사 공정 회의(중국 칭다오(靑島))’와 ‘제12회 산 생산(Acid production) 및 용매 생산 클로스트리디움 대회(영국 노팅엄(Nottingham))’에서 관련 연구논문을 발표하였다.
연구팀은 최근 ‘차세대 균주 중간 테스트 연구’ 작업을 실행하고 있다. 연구팀의 이번 연구는 중국 ‘국가 과학기술부’, ‘국가 자연과학 기금 위원회’와 ‘중국과학원’ 본부의 ‘기초과학 연구 프로젝트’ 비용 지원을 받아 추진되었다.
출처 : http://www.cas.cn/ky/kyjz/201207/t20120720_3619547.shtml
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