바이오에탄올 연구하시는 분들이 주목할 만한 논문

Genome Sequence of the Anaerobic, Thermophilic and Cellulolytic Bacterium Anaerocellum thermophilum DSM 6725. (Journal of Bacteriology, 2009)

Anaerocellum thermophilum DSM 6725 is a strictly anaerobic bacterium that grows optimally at 75 degrees C. It uses a variety of polysaccharides, including crystalline cellulose and untreated plant biomass, and has potential utility in biomass conversion. Here we report its complete genome sequence of 2.97 Mb, which is contained within one chromosome and two plasmids (of 8.3 and 3.6 kb). The genome encodes a broad set of cellulolytic enzymes, transporters and pathways for sugar utilization and compared to those of other saccharolytic, anaerobic thermophiles is most similar to that of Caldicellulosiruptor saccharolyticus DSM 8903.

그동안 입이 근질근질 했는데, 드디어 이 논문이 나왔군요. 제가 미국에 있었던 랩에서 나온 논문입니다. 우리 보스가 원래 hydrogenase 하던 사람이라 바이오수소 연구를 하다가 최근에 모든 것을 다 그만두고 바이오에탄올을 한다고 해서 좀 의아했습니다. 그런데 알고보니 단순히 셀룰로스를 분해하는 것이 아예 나무를 통째로 decompose하는 미생물을 가지고 실험한다는 겁니다. 사실 바이오에탄올 만들 때 가장 문제가 되는 것은 원료 전처리 과정이죠. 저 Anaerocellum thermophilum 라는 균은 75도에서 자라는 고온균인데 아예 genome sequencing까지 해버렸군요. 역시, 대단해요 아담스 아저씨~

극한미생물로 바이오수소 생산의 길 열린다

심해 미생물로 바이오수소 생산의 길 열린다

초고온성 고세균 이용 바이오수소 생산 

지금까지 알려진 다른 미생물의 최소 2배인 8개의 수소화효소군(hydrogenase cluster)을 보유, 단위당 수소추출량이 훨씬 클 뿐만이 아니라 일산화탄소, 전분, 개미산 등 다양한 기질(먹이)을 이용하여 바이오수소를 생산을 하는 기술이 순수 국내 기술로 개발됐다. 한국해양연구원(원장 강정극) 해양·극한생물분자유전체연구단(단장 김상진)의 이정현, 강성균 박사팀이 지난 2004년부터 국토해양부 R&D사업으로 추진 중인 해양생명공학기술개발사업의 일환으로 개발에 성공한 이 기술은 국내 최초로 남태평양의 심해 열수구에서 분리해 낸 초고온성 고세균 NA1(써모코커스 온누리누스 Thermococcus onnurineus NA1)의 유전체 연구를 통해 이뤄졌다.

확실히 해양연구원에서 우리나라 극한 미생물 연구의 선두자리를 굳혀가는 것 같습니다. 사실 이 내용은 작년 극한미생물학회에서도 관심을 끌었던 내용인데 Thermococcus라는 미생물 자체는 상대적으로 잘 알려진 균이지만 해양연의 Thermococcus onnurineus NA1은 꽤 독특한 녀석입니다. 특히 위에서 나와 있는대로 hydrogenase gene 클러스터가 많아서 수소 생산능력이 다른 것들에 비해 좀 더 뛰어나지 않은가 여겨지고 있습니다. 

미국의 저희 실험실에서도 hydrogenase라는 녀석이 워낙 발현이 안되어서 대장균에서 활성형으로 발현만 되면 대박이라고 했었는데 과연 앞으로 어떤 방향으로 연구가 진행되어 나갈지 나름 흥미진진합니다.

올해의 극한미생물 관련 학회들

올해 열리는 극한미생물 관련 학회는 두가지 입니다. 하나는 중국 베이징에서 열리는 Thermophiles 2009 meeting이구요. 다른 하나는 Gordon Research Conference (GRC)의 Archara meeting입니다.

아직 Thermopiles 2009 meeting은 프로그램이 확정되지는 않은 것 같습니다. 홈페이지는 만들어졌군요. 기간은 8월 16일에서 21일까지이고 주제는 예년과 비슷하게 

- Evolution and the origin of life 

- Diversity and ecology 

- Genomics and metagenomics 

- Genetic mechanisms 

- Physiology and metabolism 

- Environmental adaptations 

- Mobile genetic elements - Applications

등입니다. mobile genetic elements 분야는 좀 생소하군요. 

GRC Archaea meeting(정식명칭은 Archaea: Ecology, Metabolism & Molecular Biology)은 사실 한국 연구자들에게 좀 생소하지만 사실 아키아를 연구하는 사람들에게는 매우 중요한 미팅이고 파이오니아적인 연구보고가 많이 되는 미팅입니다. 올해의 chair는 Julie Maupin-Furlow와 Bettina Siebers 이고 Vice Chairs는 Kenneth M. Stedman과 Haruyuki Atomi 라고 합니다. 기간은 7월 26일에서 31일인데 Thermophiles 2009 미팅이랑 너무 붙어있네요. Thermophiles 2009 meeting 흥행에 약간 영향을 주지 않을까 싶습니다. 사실 양쪽에 모두 걸려있는 사람들이 많거든요. (특히 저의 ex-boss) 연구 발표 주제는,

systems biology and genome function

ecology and diversity of archaea and their viruses

enzyme structure and function

transcription and gene regulation

translation and post-transcriptional modification

physiology and regulation of metabolism

extremophiles and biotechnology applications

replication, repair and recombination

evolution and the tree of life

등이라고 하네요. Systems biology는 확실히 대세인가 봅니다. 프로그램의 대체적인 윤곽은 나왔으니까 참고해보셔도 되겠습니다. 

저는 어디에 가야 할까요? (갈 수는 있을런지...) 

  

고온균을 이용한 볏짚으로 가는 자동차

(사진출처: 한겨레신문)

오늘 자 한겨레신문에 재미있는 기사가 실렸습니다. 뭐 이미 사이언스에서 다루었던 cellulosic ethanol에 대한 내용인데요. 덴마크의 "바이오가솔"이라는 회사를 방문해서 쓴 기사인가 봅니다.

기사에서는 "덴마크공대 구내에 위치한 이곳은 이른바 ‘제 2세대 바이오에탄올’을 생산하는 세계 최초의 공장"이라고 하는데 정말인지는 잘 모르겠습니다. 기사에 따르면 "덴마크공대 비르깃 아링 교수는 지난해 차세대 바이오에탄올 생산법을 개발한 뒤, 직접 이 벤처기업을 차렸다"는데 이미 지난 번 포스트에서 봤듯이 미국에선 6개 회사에 DOE의 펀드를 받아 상업적 생산에 들어갔거든요. 아무튼 "이 회사가 바이오에탄올을 만드는데 쓰는 원료목록에는 이밖에 볏짚, 밀집, 버드나무, 옥수숫대, 당분을 짜낸 사탕수수 깍지, 커피찌꺼기 등"이라고 하네요.

하지만 정말 중요한 것은 바로 이거죠. "바이오가솔의 핵심기술은 70도의 높은 온도에서 이뤄지는 목당 발효공정이다. 랑바드는 “아이슬란드 간헐천에서 채집한 호열박테리아를 활용해 높은 에탄올 변환율을 달성했다”는 것 말입니다.

회사 사이트를보니 어떤 미생물인지는 공개하지 않았군요. 이렇게만 써 있습니다.

The xylose fermentation is performed in an “immo-bilized” reactor at 70^oC where the BioGasol Concept transform pentoses into bioethanol using a thermophilic anaerobic bacterium that is able to convert both hexoses and pentoses into ethanol or ethanol/ hydrogen.

아무튼 점점 바이오에탄올에 대한 관심이 높아지는 것은 분명해 보입니다.
 

볏짚으로 가는 자동차 달려온다 (한겨레신문)
BioGasol 회사 사이트
'미생물 마법' 사탕수수밭에서 석유를 캔다 (한국일보)
각국들의 바이오에탄올 개발 특징 (아시아투데이)
카스트로, 노동절 맞아 美-브라질 에탄올 협력 비난 (매일경제)