국립산림과학원(원장 윤영균)은 그동안 목질계 바이오에탄올 생산의 걸림돌이 되어 온 리그닌(Lignin) 성분을 분해할 수 있는 유전자변형 산림미생물(Genetically Modified Organism, GMO)을 개발했다고 13일 밝혔다.

이로써 소나무와 백합나무에서 기존 대비 2배가량 많은 바이오에탄올을 생산할 수 있게 됐다. 뿐만 아니라 친환경적인 전처리 방법으로 생산 비용 절감도 기대할 수 있게 됐다.

이번에 개발한 GMO는 산림 내 존재하는 미생물인 겨울우산버섯에서 리그닌 분해 효소를 분리해 유전자를 조작한 것이다. 이에 따라 자연 상태일 때보다 효소 활성은 3배 이상, 리그닌 분해 능력은 2배 이상 강화됐다.

GMO로 목재를 전처리하면 소나무의 33%, 백합나무의 30%가 당으로 전환되는데, 이는 기존의 처리법과 비교해 2배 정도 증가한 수치다.

특히 리그닌을 깨뜨리는 전처리 단계에서는 GMO를 목질계 자원에 투입해 실온에서 일정 기간 배양하면 되기 때문에 공정 과정이 간단하고 친환경적이다.

국립산림과학원 유선화 화학미생물과 박사는 “GMO로 목재를 전처리하면 에탄올 수율이 2배 정도 증가할 뿐 아니라 친환경적 전처리 공정으로 인해 생산 비용도 절반으로 감소시킬 수 있다”면서 “더불어 지구온난화를 늦추는 데 크게 기여할 수 있다”고 말했다.

앞으로 국립산림과학원은 GMO의 안전성은 물론 최적화된 전처리 공정 개발을 통해 목질계 바이오에탄올 생산의 상업화를 실현할 계획이다.

한편 이번 연구 결과는 연료 및 화학 관련 생명공학분야에서 권위 있는 해외 학술지 Applied Biochemistry and Biotechnology에 실린 바 있다.