합성조절 RNA 활용 '세포공장' 개발...화학산업 변화 촉매제 역할 할 것

KAIST 이상엽 교수팀, 타이로신ㆍ카다베린 생산 성공

▲ 미생물의 대사회로내 유전자에 영향을 미치는 합성 조절 RNA (루프모양) 의 작용기작.

국내 연구진이 인공적으로 만든 RNA를 활용해서 대량의 화합물을 종전보다 빠르게 만들 수 있는 '세포 공장'을 개발하는 데 성공했다. 세포공장(Biofactory)은 세포의 유전자를 조작해 원하는 화합물을 대량으로 생산하게 하는 미생물 기반의 생산 시스템이다.

KAIST 생명화학공학과 이상엽 특훈 교수팀은 합성조절 RNA를 제작해 의약 화합물을 만들 때 사용되는 '타이로신(tyrosine)'과 석유화학 제품에 활용되는 '카다베린(cadaverine)'을 생산하는 데 성공했다고 20일 밝혔다.

우수한 세포공장 개발을 위해서는 원하는 화합물을 생산하는 유전자 선별과 높은 생산 효율의 미생물을 찾는 과정이 병행돼야 한다. 하지만, 기존의 연구방식은 미생물의 유전자를 하나씩 조작해 복잡하고 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.

KAIST 이상엽 특훈교수 연구팀은 위와 같은 기술적 한계를 극복하기 위해 합성 조절 RNA를 제작하고 이를 활용하는 새로운 기술을 개발했다.

특히 합성 조절 RNA를 이용한 이 기술은 기존 방식과 달리 균주 특이성이 없어 수개월이 소요되던 실험을 수일로 단축하게 할 수 있어 획기적이다.

연구팀은 합성 조절 RNA 기술을 활용하여 의약 화합물의 전구체로 사용되는 타이로신(tyrosine)과 다양한 석유화학 제품에 활용되는 카다베린(cadaverine)생산에 도입해 세계 최고의 수율로 생산(각 21.9g/L, 12.6g/L)하는 세포공장을 개발하는 데 성공했다.

이상엽 교수는 “합성 조절 RNA 기술로 다양한 물질을 생산하는 세포공장 개발이 활발해 질 것이며 석유에너지로 대표되는 화학 산업이 바이오산업으로 변해 가는데 촉매제 역할을 할 것으로 기대된다”고 연구 의의를 밝혔다.

한편, 연구결과는 세계적 학술지인 네이처 바이오테크놀로지 온라인 판에 지난 20일 게재됐다.

권은남 기자