한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 이상엽 생명화학공학과 특훈교수팀이 미생물을 활용해 플라스틱을 생산하고, 폐플라스틱을 친환경적으로 처리하는 최신 기술을 망라한 '미생물을 이용한 플라스틱의 지속 가능한 생산 및 분해' 논문을 발표했다고 11일 밝혔다.
플라스틱은 연간 약 4억6000만톤이 생산되며, 2060년에는 약 12억3000만톤이 생산될 것으로 예측되는 중요 소재다.
하지만 1950년부터 63억톤 이상 플라스틱 폐기물이 발생했고, 이 중 1억4000만톤 이상이 수중 환경에 축적된 것으로 파악된다.
지속 가능한 플라스틱 생산·처리를 위해 다양한 기술들이 개발되는데, 그중 미생물을 이용한 생명공학 기술이 주목받고 있다.
미생물은 자연적으로 특정 화합물을 생산하거나 분해할 수 있는 능력이 있다.
이런 능력을 '대사공학 및 효소공학 '기술과 같은 생명공학 기술로 극대화해 바이오매스 자원으로부터 플라스틱을 생산하고 폐플라스틱을 분해하는 기술 개발이 활발히 이뤄지고 있다.
연구팀은 플라스틱의 지속 가능한 생산과 분해에 관한 미생물 기반 최신 기술들을 총망라해 플라스틱 문제 해결에 어떻게 기여하는지 분석했고, 이를 토대로 기술 한계점, 전망 및 연구 방향을 제시해 플라스틱 순환경제 달성을 위한 청사진을 제공했다.
폴리에틸렌(PE)과 같은 합성 플라스틱부터 자연환경에서 완전히 생분해돼 미세플라스틱 발생 우려가 없는 미생물 유래 천연 고분자(PHA) 등 유망 바이오 플라스틱까지 다양한 플라스틱에 대한 미생물 기반 기술 상용화 현황 및 최신 기술에 대해 논의했다.
또 이런 플라스틱들을 미생물과 미생물이 가진 효소를 이용해 분해하는 기술, 분해 후 다른 유용화합물로 전환하는 업사이클링 기술도 소개해 미생물을 이용한 기술 경쟁력·잠재력을 조명했다.
제1 저자인 최소영 KAIST 생명화학공학과 연구조교수는 “앞으로 미생물을 통해 만든 친환경 플라스틱을 우리 주위에서 더욱 더 쉽게 찾아볼 수 있을 것”이라고 말했다.
교신저자인 이상엽 특훈교수는 “플라스틱을 더 지속가능하고 책임감 있게 사용해 환경을 보호하고 신플라스틱 산업을 통해 경제사회 발전을 동시에 이루는 것이 중요하며 이에 미생물 대사공학 기술의 활약이 기대된다”고 밝혔다.
이번 논문은 네이처 마이크로바이올로지 온라인판에 지난달 30일 게재됐다.
한편, 이번 연구는 과기정통부가 지원하는 석유대체 친환경 화학기술개발사업의 바이오화학산업 선도를 위한 차세대 바이오리파이너리 원천기술 개발 과제 및 미생물 세포공장 기반 신규 방향족 바이오플라스틱의 원스텝-원팟 생산 원천기술 개발 과제의 지원을 받아 수행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
