국내 연구진이 세계 최초로 미생물을 이용해 대표적 의료용 고분자인 폴리락테이트-co-글라이클레이트(poly(lactate-co-glycolate), PLGA)를 생산해내는 데 성공했다.

고분자인 폴리락테이트-co-글라이클레이트는 대표적인 바이오 플라스틱으로, 약물전달체와 임플란트 등의 의료용 고분자로 많이 사용된다.

9일 미래창조과학부(장관 최양희)에 따르면 KAIST 이상엽 교수팀은 미창부 기후변화대응기술개발사업의 지원으로 이번 연구를 수행했으며, 결과는 생명공학 분야의 최고 권위지인 Nature Bio-technology 온라인 판에 8일 게재됐다.

기존 폴리락테이트-co-글라이콜레이트의 화학적 생산 공정은 여러 단계의 화학적 전환, 정제 등 복잡한 공정이 필요해 비효율적이었을 뿐만 아니라 유독성 금속 촉매가 사용돼 친환경적이지 못한 단점을 가지고 있었다.

▲ 대사공학적으로 개량된 대장균이 바이오매스로부터 PLGA 및 다양한 PLGA 공중합체를 생산하는 전체 개념도.
그러나 이번에 이 교수팀이 폐목재, 볏짚 등 재생가능한 자원인 바이오매스를 기반으로 폴리락테이트-co-글라이콜레이트를 생산하는 미생물(균주)을 개발, 기존 화학공정 대비 친환경적이면서 단순화된 공정이 가능해졌다.

또한 이번 연구에서 개발한 폴리락테이트-co-글라이콜레이트 생산 균주를 기반으로 한 응용 기술로 다양한 목적성 고분자 생산이 가능해져 신규 바이오플라스틱 생산에 새로운 지평을 열었다는 평가를 받고 있다.

참고로 목적성 고분자는 3-하이드록시뷰트레이트, 4-하이드록시뷰트레이트, 6-하이드록시헥사노에이트, 5-하이드록시발러레이트, 2-하이드록시아이소발러레이트 등이다.

이번 연구 성과와 관련해 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.

미창부는 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.

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