고부가가치 바이오화합물을 효율적으로 생산하기 위해 미생물의 대사회로를 자유자재로 조절할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST)은 조병관·조수형 교수와 한국생명공학연구원 이승구 박사, 미국 캘리포니아대학교 샌디에이고(UCSD) 최동희 박사·버나드 팔슨 교수 공동연구진이 '미생물 대사 조절 밸브' 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

연구진은 대장균에서 디옥시리보핵산(DNA)이 암호화한 유전정보 중 원하는 것만 정확히 리보핵산(RNA)으로 옮겨지도록 조절하는 1천600여개 전사종결부위를 해독했다.

연구진은 전사종결부위가 다양한 세기로 인접 유전자들의 발현을 정교하게 조절한다는 사실을 발견했다.

이를 기반으로 유용 바이오화합물을 효율적으로 생산할 수 있도록 미생물 대사회로를 수도꼭지 틀 듯 자유롭게 최적화했다.

연구진은 대사 밸브를 이용해 유용 대사물질인 비타민B8 생산을 최대 11배 늘리는 데 성공했다.

유전자 발현 실험 간 편차도 기존 시스템보다 최대 75% 억제됐다.

실험실을 벗어나 산업 규모로 확장할 때 최소한의 최적화 과정만 거치면 되고, 첨가 원료와 배양 조건이 변해도 효율성이 유지되는 것으로 나타났다.

차세대 대사 조절 합성생물학 기반 기술로 기대되는 이번 연구성과는 국제 학술지 '핵산 연구'(Nucleic Acids Research)에 지난달 31일 게재됐다.