한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀과 중앙대 박태정 교수팀은 유전자재조합 대장균을 이용한 나노재료 합성법을 개발, 35가지 원소를 이용해 60가지 나노재료를 합성하는 데 성공했다고 22일 밝혔다. 합성된 60가지 중에는 생물학적 합성법은 물론 화학적으로도 만들어진 적이 없는 나노물질(Ag₂TeO₃)을 포함해 생물학적 합성에 처음으로 성공한 33가지 나노재료가 포함돼 있다.
기존의 생물학적 나노재료는 주로 고온, 고압의 조건에서 합성되고 유독한 유기용매와 값비싼 촉매를 사용하기 때문에 환경오염과 높은 에너지 소모 문제가 있었다. 대안으로 친환경적이고 경제적인 미생물을 활용한 생물공학적 나노재료 합성법이 연구되고 있으나 지금까지 보고된 합성기술은 나노재료의 종류가 다양하지 않은 단점이 있었다.
연구진은 다양한 금속 이온과 결합할 수 있는 단백질인 메탈로싸이오닌과 펩타이드인 파이토킬레틴을 합성하는 파이토킬레틴 합성효소가 몸 안에서 동시에 발현되도록 유전자재조합 대장균을 만들었다. 이어 이 대장균을 다양한 금속이온이 들어 있는 배양액에서 배양해 35가지 원소가 포함된 나노재료 60가지를 합성했다. 이상엽 교수는 “이번 연구는 화학적 방법으로 합성이 어렵거나 아직 보고되지 않은 다양한 나노소재의 종류를 확장했다는 의미가 있다”며 “앞으로 촉매, 가스·바이오 센서, 약물전달 등 에너지, 의료, 환경 분야 등 다양한 산업적 응용이 가능할 것”이라고 말했다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘미국 국립과학원회보(PNAS, 5월 22일 자) 온라인판에 게재됐다. /성행경기자 saint@sedaily.com
