[혁신현장을 찾아서] 경상대 합성생물공학연구실, 인공미생물로 고부가 창출…'세포공장' 시대

기존 바이오기술 한계를 극복하기 위해 ‘합성생물학’이 새롭게 부각되고 있다. 합성생물학은 실험실에서 생명체를 인위적으로 설계 및 제작하는 기술로, 바이오 융합 분야에 큰 파급효과와 함께 보건·의료 기술의 발전을 가져올 것으로 기대된다.

경상대학교 합성생물공학연구실(책임교수 김선원·사진)은 합성생물학 기술 연구 분야에서 새로운 기술 성과물들을 쏟아내며 ‘싱크탱크’ 역할을 하고 있는 곳이다. 책임교수 1명, 겸임교수 1명, 박사 후 연구원 3명, 석사 후 연구원 1명, 박사과정 7명, 석사과정 4명, 학부과정 2명 등 총 19명이 구슬땀을 쏟는 실험실엔 매일 저녁 늦게까지 불이 켜져 있다. 공휴일에도 좀처럼 쉬는 법이 없다. 이곳에선 고부가 기능성 물질, 고품질 바이오연료, 석유대체 화합물을 생산하는 ‘인공미생물’ 개발 연구를 주로 수행하고 있다. 자연계에 존재하는 유전자와 컴퓨터에서 설계된 인공 유전자를 조합해 새로운 대사 경로를 창출하고, 인간이 원하는 기능을 효율적으로 수행하는 인공생명체를 만드는 일, 즉 ‘세포공장(cell factory)’ 역할을 하는 것이다.

김선원 책임교수는 “자연에 풍부하게 존재하고 값이 싼 탄수화물 기질들을 세포공장에 주입하면 우리가 원하는 고부가 제품인 기능성 물질들을 대량으로 생산할 수 있다”고 설명했다. 그는 “세포공장이 활성화되면 차세대 의약품, 친환경 바이오 화학제품, 에너지 분야 등에서 새로운 시장 창출이 가능하다”며 “바이오화학, U-헬스 등 미래기술에 적합한 바이오 소재를 제공할 수 있을 것”으로 전망했다.

경상대학교 합성생물공학연구실은 교육과학부가 지원하는 ‘글로벌 프론티어’ 사업의 일환인 바이오합성연구단 과제에 참여해 최고의 항암제인 택솔의 경제적 대량생산을 위한 인공미생물 개발에 성공했다. 또 농촌진흥청 ‘차세대바이오 그린21’ 사업에서는 시스템 합성농생명공학사업단 지원으로 고성능 주름개선 화장품 소재인 레티놀 생산 생물공정 기술을 세계 최초로 개발하기도 했다.

게다가 석유 대체 ‘바이오 리파이너리(bio refinery)’ 소재로 주목받고 있는 바이오이소프렌(합성고무 원료물질)을 대량 생산할 수 있는 인공미생물 기술도 확보했다.