한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 양동수·박선영 박사와 이상엽 특훈교수 연구팀이 연 무지개 색소를 생산하는 미생물 균주 개발에 성공했다고 8일 밝혔다.
색소 중 대부분은 석유 화합물로부터 생산되는 합성 색소다.
색소의 사용이 실생활에 널리 활용되는 만큼 건강에 악영향을 미칠 수 있고, 각종 옷감을 염색하면서 발생하는 폐수가 전체 산업용 폐수의 17~20%를 차지한다는 보고가 있을 정도로, 합성 색소는 수질오염에도 지대한 영향을 미치고 있다.
그동안 미생물을 통해 천연색소를 생산해야 한다는 필요성이 제기돼 왔지만, 값비싼 생산 공정 및 낮은 수율로 인해 산업화가 실현되기 어려운 상황이었다.
이에 연구팀은 지용성 식품과 의류 염색 등에 활용되는 소수성 천연색소에 주목했다.
연구팀은 미생물의 대사회로를 조작하는 기술인 대사공학을 이용해 카로티노이드 계열 색소인 ▲아스타잔틴(빨강) ▲베타-카로틴(주황) ▲제아잔틴(노랑)과 비올라세인 유도체 계열 색소인 ▲프로비올라세인(초록) ▲프로디옥시비올라세인(파랑) ▲비올라세인(남색) ▲디옥시비올라세인(보라) 등을 생산하는 대장균들을 개발했다.
또 연구팀은 세포의 모양을 변화시키거나 세포 내 소낭을 형성해 미생물 내부의 소수성 천연색소 축적량을 증가시키고자 했다. 그 결과 세포 외 소낭을 형성해 미생물 밖으로 소수성 천연색소를 분비해 무지개 색소를 고효율로 생산하는 데 성공했다.
양동수 박사는 “색소를 비롯한 천연물을 고효율로 생산할 수 있는 범용 대사공학적 전략을 개발했다는 점에 의의가 있다”며 “이번 기술을 활용해 색소뿐만 아니라 의약품, 영양보조제 등의 다양한 친환경 물질을 고효율로 생산할 수 있을 것”이라고 전망했다.
