서울시립대학교 친환경미생물공학 연구실 (최용준 교수님)

연구실 개요

친환경미생물공학 연구실 (Advanced Eco-Microbiotechnology Lab, http://aemluos.wixsite.com/aeml)은 생명화학공학과 환경공학의 융합연구를 기반으로 다양한 환경문제를 미생물공학적인 접근방법으로 해결하기 위해 심도 있는 연구를 수행하고 있습니다. 구체적으로는 기후변화, 환경오염, 자원고갈 등의 문제를 해결함과 동시에 지속가능성 추구를 위해 Bioremediation, Waste Recycling 및 Waste to Energy 기술 개발에 매진하고 있습니다. 또한 신규 유용 미생물의 발굴 및 대사공학적 개량을 통한 친환경 고부가가치 화합물 생산, 나노-바이오 기술을 활용한 난분해성 환경오염 물질 정화 등의 연구를 통해 시급한 환경문제들에 대한 효율적인 해결 방안을 제시하기 위해 노력하고 있습니다.

주요 연구내용 소개

미생물 기반 Waste to Energy 기술 개발

온실가스이면서 동시에 석유를 대체할 차세대 탄소자원으로서 주목 받고 있는 메탄가스 (CH₄) 활용의 중요성이 부각됨에 따라 친환경미생물공학 연구실은 메탄을 메탄올로 산화하여 세포 내에서 이용할 수 있는 메탄자화균을 활용, 메탄가스를 친환경적으로 고부가가치화하는 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구를 통해 메탄자화균를 비롯한 다양한 박테리아 균주의 유전체를 손쉽게 개량할 수 있는 Cre 유전체 개량 시스템을 업그레이드하여, Methylomonas sp. DH-1 균주를 대사공학적으로 개량 및 메탄가스로부터 숙신산, 카로티노이드 등 고부가가치 물질의 생산성을 향상시키는 연구를 수행하고 있습니다.

신규 유용 미생물 발굴 및 대사공학적 개량을 통한 친환경 고부가가치 화합물 생산

매장량의 한계가 있는 석유기반 화학산업에서 벗어나 바이오기반 화학산업으로의 전환에 가장 핵심적인 역할을 하는 산업미생물 플랫폼 균주를 개발하고, 추가적 대사공학적을 통해 고성능의 생산 균주를 개발하는 연구를 수행하고 있습니다. 연구실에서 자체적으로 개발한 유전자 조작 시스템을 이용하여 극한 환경 미생물인 Deinococcus radiodurans R1 균주의 대사회로를 개량하였고, 이를 통해 고부가가치 물질인 파이토엔, 라이코펜 등의 카로티노이드계 항산화 물질을 고효율로 생산하는 균주를 개발하여 관련 논문과 특허를 보유하고 있습니다. 또한 생산 균주를 개발하는 데 그치지 않고, 배양공정 최적화를 통해 Corn, waste sludge 등의 폐바이오매스를 원료로 하여 고부가가치 화합물을 고수율로 생산할 수 있는 시스템을 구축하기 위한 시도를 하고 있습니다.

나노-바이오 기술을 활용한 중금속 및 방사성폐기물 정화기술 개발

환경친화적 생물정화기법을 이용하여 다양한 종류의 환경독성물질의 정화 및 환경복원에 관해 연구를 수행하고 있습니다. 특히 극한환경미생물의 강한 내성 및 에너지 잠재력을 끌어올려 미생물-나노복합체를 형성하는데 성공하였고, 이렇게 합성된 다양항 종류의 미생물-나노 복합체를 활용하여 방사성 요오드, 방사성 코발트 및 비소, 납 등의 독성 중금속을 효과적으로 제거하는데 성공하였습니다. 현재는 미생물-방사선기술 개발 및 방사성 세슘 및 방사성 우라늄 제거 등에 관해 연구를 수행중입니다.

연구실 현황

친환경미생물공학 연구실 (http://aemluos.wixsite.com/aeml)은 최용준 교수님을 비롯하여 Post-doc. research fellow 1 명, 석사급 연구원 1명, 석박사과정 학생 2명, 학부연구생 2명으로 총 7명으로 구성되어 있으며 환경미생물의 대사공학 및 합성생물학적 접근을 통해 다양한 환경문제들을 해결하기 위한 기술개발에 매진하고 있습니다. 소수 인원으로 이루어져 있는 만큼 구성원 간의 긴밀한 관계와 의사소통을 바탕으로 최근 3년 동안 SCI급 논문 12편 (Journal cover 3편) 게재, 국내외 특허출원 9건 및 등록 5건, 기술이전 2건의 실적을 가지고 있으며 신생 연구실로서의 첫 발걸음을 힘차게 내딛고 있습니다.