바이오인

 Bioin스페셜 WebZine 2012년 27호 [미세조류 연구동향]

바이오에너지 생산성 향상을 위한 미세조류 생명공학 연구동향

정원중/ 한국생명공학연구원 책임연구원

1. 서론

  최근 화석연료의 고갈에 의한 에너지비용의 급상승과 이산화탄소 발생증가에 의한 지구온난화의 문제가 대두되고 있다. 이를 해결할 수 있는 대체 에너지원으로 바이오에너지가 하나의 대안이 되었으며, 에너지 생산성을 높이기 위하여 바이오매스를 개발하는 기술이 집중 연구되고 있다. 바이오매스 생산성 뿐만 아니라 식량 생산을 위한 경작지와의 경쟁과 같은 문제를 고려하면 육상식물보다는 미세조류(microalgae) 바이오매스로 사용하는 것이 훨씬 경제성이 좋을 것으로 예측하고 있다. 미세조류는 육상식물과 같이 이산화탄소와 빛에너지를 사용하여 광합성을 하고 수중의 양분을 이용하여 생장하는 작은 크기(단세포 또는 단세포 집단)의 수생 조류 (algae)이다. 대부분의 미세조류는 유지작물(oil crop) 처럼 에너지 저장원으로서 지질(lipid)을 축적하기 때문에 바이오에탄올보다는 바이오디젤 생산을 위한 연구가 진행되고 있다. 현재까지 전세계적으로 지질 함량이 높은 세포주(strain)를 찾는 연구와, 우수한 세포주에서 지질의 생산성을 높이는 최적조건을 규명하는 연구들이 진행되어 왔다. 즉, 지질의 함량이 높은 미세조류를 스크리닝(screening)하고, 미세조류의 생장속도를 높이는 연구, 지질함량을 더욱 높일 수 있도록 외부 조건들을 최적화하는 연구, 그리고 미세조류의 수확-지질추출-전환 등의 공정을 단순화하는 연구들이 진행되어 왔다. 그러나 현재의 생산성은 아직 기존 화석연료에 비해 1/5 - 1/10 수준으로서 경제성이 떨어진다. 따라서 최근에는 우수 세포주의 탐색과 동시에 생명공학 기술을 이용한 지질 고생산성 미세조류를 개발하는 연구가 진행되고 있다. 인류가 야생의 식물자원으로부터 식량 또는 원예용으로 작물화(domestication)하는 데는 수 천년이 소요되었고, 재래 육종방법으로 그 생산성 및 품질을 높이는 데도 많은 기간이 소요되었다. 최근 육상식물에서는 생명공학적 접근 방법, 즉 분자육종기술이 도입되면서 생산성 및 품질이 높은 우수한 작물로 개량이 가능하게 되었다.

.....(계속)

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