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ABC Global Leader in Biomass 2019

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균주개량

미세조류의 균주개량은 아직 시작 단계에 있고 개량균주가 상업화 된 사례를 찾기 힘든 관계로 현재 알려지고 있는 외국의 바이오연료 회사들의 동향을 알아본다.

Biofuels Digest에 따르면 Sapphire Energy와 Monsanto Company는 2013년부터 다년간 협업체결을 맺고 작물개량에 쓰였던 유전자들을 미세조류의 바이오매스 생산증진과 스트레스 내성을 높이는데 적용하고 있다 (Ref. 1,2).

Monsanto Company는 세계 최고의 작물개량 회사중의 하나이고, 수십 년간 축적된 유전공학의 기술을 이용하여 RoundUp herbicide 내성 작물을 만들어, 옥수수와 대두 등의 효율적인 대량생산을 하여 세계적으로 빈민국들의 기근해결에 기여해왔다. 또한 Bacillus thuringiensis에서 만들어 지는 Bt toxin이라고 하는 pest control gene을 작물에 도입하여 병충해 방지에도 앞서왔다. 이러한 농업적 품종개량은 경제적 문제에 봉착해있는 미세조류에서의 바이오 연료 생산에 필수적이며 위의 두 회사가 어떠한 결과물을 산출할 것인가에 관심이 모아지고 있다.

일반적으로 marketing과정에서 균주개발에 대한 내용은 비밀에 부쳐지므로 조사가 어려우나 부분적인 정보가 나오는 경우도 있다. 예를 들어 Algenol Biofuels에서는 남조류에 fermentation genes (PDC 와 ADH)을 heat inducible promoter로 발현하여 ethanol을 생산하는 공정을 특허를 내고 실질적인 ethanol 생산을 하고 있다 (Ref. 2, 3).

최근 들어 미세조류의 균주개량에 synthetic biology (합성생물학)의 개념이 도입되고 있음을 주시해야한다. 합성생물학은 engineering의 개념에 유전체학과 유전자들의 기능을 융합하여 물질을 생산하는 과정이라고 요약할 수 있다. 이는 유전자의 중요성을 강조하고 있고, 미국의 주요 바이오 회사들의 R&D 수립에 포함되고 있다고 한다.
한국에서도 ABC 사업단의 연구팀에서 합성생물학의 개념을 도입하여 박테리아에서 물질을 생산하고 상업화에 성공하였고, 미세조류에서도 이를 적용하여 바이오연료와 고부가 물질들을 생산하는 연구에 집중하고 있다.

Ref. 1. Biofuels Digest (accessed 2016-5-18; http://www.biofuelsdigest.com/bdigest/2015/02/11/sapphire-energy-biofuels-digests-2015-5-minute-guide/)
Ref. 2. Snow, A.A., and Smith, V.H. (2012). Genetically engineered algae for biofuels: A key role for ecologists.
Bioscience 62, 765-768.
Ref. 3. Algenol (accessed 2016-5-18; http://www.algenol.com/direct-to-ethanol/the-technology)