미국 에너지부 산하 국립 재생가능 에너지 연구소(NREL)는 셀룰로오스를 분해 및 발효하여 수소와 탄화수소 바이오연료를 만드는 미생물이 자신이 배출한 이산화탄소를 다시 활용하는 대사경로를 규명하였다.
Closrtidium Thermocellum은 셀룰로오스성 재료를 수소와 탄화수소 바이오연료로 직접 전화시키는 가장 효율적인 세균이다. 대부분 세균들은 포도당이나 자일로스와 같은 유기 탄소 물질을 대사하고 부산물로 이산화탄소를 방출시키기 때문에 탄소 원자당 효율이 높지 않다.
연구팀은 탄소 동이원소와 질량분석기를 이용하여 이산화탄소가 어떻게 세포에 유입되는지를 추적하고, 이산화탄소 섭취에 핵심적인 효소를 찾아내어, 어떻게 이산화탄소가 재활용되는지를 보여줌으로써 학계에 알려지지 않은 새로운 대사 경로를 규명했다.
대부분 세균들에도 이산화탄소 섭취를 위한 경로가 있지만 이번 연구 전에는 이들 경로들이 이산화탄소 동화 기능과는 연관이 없었다. 연구팀이 발견한 새로운 경로는 세균이 증식하는 동안 이산화탄소와 유기 탄소를 모두 이용할 수 있게 해준다.
종속 영양(Heterortophic)세균으로 불리는 이들 미생물에서는 하나를 이용하면 다른 것은 이용하지 않는 것이 일반적이다. NREL의 연구자들은 중탄산염을 추가하면 Clostridium Thermocellum의 탄소 활용 효율이 65.7%에서 75.5%로 현저히 증가하는 것을 확인했다.
이번 연구는 미생물의 대사적 유연성을 강조하는 동시에 세균들이 어떻게 에너지 보존의 열역학적 규칙을 깨트리지 않고 유기 탄소와 이산화탄소를 모두 이용하는가에 대한 여러 가능성을 제시하고 있다.

 
출처 : 플라스틱코리아 5월호 -에코플라스틱, http://plasticskorea.co.kr/USER_DATA/plastics/ebook/plasti_201705/JBook.htm
원문 출처 : 한국생명공학연구원 바이오안전성정보센터 발행 계간<바이오 화학산업동향지>