왼쪽 뒤 시계방향부터 양동수 박사과정, 이상엽 특훈교수, 은현민 박사과정, 박선영 박사과정, 박예슬 석사과정.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 대학원생들의 대장균 세포 시스템 대사공학 관련 논문이 저명 국제학술지에 게재돼 화제다.

1일 KAIST에 따르면 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀 소속 양동수·박선영·은현민 박사과정과 박예슬 석사과정 학생이 참여한 논문이 국제학술지 셀(Cell)이 발행하는 생명공학 분야 권위 리뷰지인 ‘생명공학의 동향’ 7월호 표지논문 및 주 논문으로 게재됐다.

학생들은 이번 논문에서 천연물 생산 대장균 세포 공장 개발을 위한 주요 시스템 대사공학 전략을 효소 개량과 대사흐름 최적화, 그리고 시스템 접근법 등 3단계로 정리했으며 각 단계별로 활용이 가능한 최신 도구 및 전략을 대사공학이 나아가야 할 방향과 함께 제시했다.

인류 역사에서 천연물은 식품과 의약품 등의 분야에 널리 사용되고 있는데 많은 천연물이 그 자체로 의약 물질로 쓰이거나 새로운 의약 물질 개발의 구조적인 근간이 되고 있다. 고부가가치 천연물에 대한 국제적인 수요와 시장규모는 지속적으로 증가하는 추세인 데 반해 천연자원으로부터 얻을 수 있는 양은 극히 제한적이며 완전한 화학합성은 대체로 효율이 낮고 유기 용매를 다량으로 이용하기 때문에 환경 오염과 인류 건강에 악영향을 초래할 수 있다.

이에 전 세계적으로 천연물을 친환경적이며 고효율로 생산이 가능한 미생물 세포 공장을 개발하려는 노력이 이뤄지고 있다. 미생물 세포 공장 구축을 위한 핵심전략인 시스템 대사공학은 기존 석유화학산업을 대체할 바이오산업의 핵심이 되는 미생물 균주를 보다 효과적으로 개발하기 위해 이상엽 특훈교수가 창시한 연구 분야다.

이상엽 특훈교수 연구팀은 실제 시스템 대사공학 전략을 이용, 천연물·아미노산·생분해성 플라스틱·환경친화적인 플라스틱 원료와 바이오 연료 등을 생산하는 고성능 균주들을 다수 개발한 성과를 거뒀다.

이번 연구성과가 게재된 국제학술지 '생명공학의 동향' 7월호 표지.[KAIST 제공]

4명의 학생을 지도한 이상엽 특훈교수는 “천연물 생산을 위한 대사공학 연구를 체계적으로 분석, 정리하고 또 향후 전략을 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다ˮ면서 ”권위가 있는 학술지에 주 논문이자 표지논문으로 게재된 이번 연구를 수행한 학생들이 자랑스럽다ˮ고 말했다.

공동 제1 저자인 양동수·박선영 박사과정 학생도 “고령화가 진행되는 사회에서 헬스케어 산업은 그 중요성이 더욱 대두되고 있다ˮ면서 ”인류가 건강한 삶을 지속적으로 영위하기 위해서 필수적인 각종 천연물을 대사공학적으로 생산하는 연구 또한 갈수록 중요해질 것ˮ이라고 강조했다.

nbgkoo@heraldcorp.com