[굿모닝충청 권성하 기자] 생물학적 무기 재료의 종류와 응용 전략을 담은 최신 논문이 나왔다.
KAIST는 4일 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 '미생물과 박테리오파지를 이용한 생물학적 무기 나노재료의 합성 및 응용' 논문을 발표했다고 밝혔다.
주로 금속 물질인 무기 나노재료(inorganic nanomaterial)는 물리·화학적 합성법으로 얻어지는데 독성을 지닌 유기용매 및 고액의 촉매로 인해 환경오염이 우려되는 단점이 있다.
이상엽 연구팀의 이번 논문은 미생물과 박테리오파지를 이용해 55개 주기율표 원소 기반 단일 또는 두 가지 원소 조합으로 146개의 무기 나노재료가 생물학적으로 합성될 수 있음을 입증했다.
생물학적 무기 나노재료 합성에는 박테리아, 곰팡이, 조류, 박테리오파지가 주로 이용된다고 정리했다. 합성 메커니즘에는 효소·비효소 단백질, 펩타이드, 전자 수송경로의 구성 요소 등이 주로 역할했다.
연구팀의 생물학적 무기 나노재료 합성법은 친환경·단순 공정으로 경제적인 효과와 함께 생물학적 무기 나노재료의 높은 생체 적합성을 갖췄다. 촉매, 에너지 수확 및 저장, 전자기기, 항균물질, 바이오 의료 등의 분야에 폭넓게 적용될 것으로 기대된다.
연구팀은 유전적으로 조작된 미생물들이 무기 이온에 대한 결합력을 높이고, 무기 이온의 생물체에 대한 독성을 줄이는 전략을 제시했다. 또 미생물과 박테리오파지를 이용한 무기 나노재료의 생산 가능성과 크기, 모양, 결정성을 조절하기 위한 전략과 함게 생물학적 나노재료를 합성할 때 고려할 사항을 정리한 10단계 흐름도를 제시했다.
이상엽 특훈교수는 "유전적으로 조작된 미생물과 박테리오파지들을 이용해 생물학적 무기 나노재료의 합성 수율을 높였다"며 "생물학적 나노재료들이 향후 바이오 의료 분야의 재료, 바이오 전자기기, 친환경 화학물질 생산 등에 새롭게 적용될 수 있을 것"이라고 말했다.
한편, 이번 연구 성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기후변화대응사업의 바이오리파이너리를 위한 시스템대사공학 연구과제 지원으로 수행됐다. KAIST 생명화학공학과 최유진 박사가 제1 저자로 참여한 이번 논문은 국제학술지 '네이처 리뷰 케미스트리(Nature Reviews Chemistry)'에 12월호 표지논문으로 게재됐다.
