바이오연료는 온실가스와 미세먼지를 저감시킬 수 있는 청정연료다. 전 세계적으로 휘발유나 경유에 혼합돼 사용되고 있다. 현재 바이오연료는 전분, 당, 식물성 기름 등과 같은 작물로 만드는데, 식량을 활용해 연료를 만들어 낸다는 윤리적 논란이 있었다. 

이를 대체하기 위해 연간 생산량이 약 1000억t에 달할 만큼 지구상에 가장 풍부하게 존재하는 목질계 바이오매스를 원료로 활용하기 위한 기술 개발이 한창이다. 하지만 목질계 바이오매스는 전환 공정에서 바이오 연료를 생산하는 미생물의 활동을 억제하는 물질이 발생해 상산 효율이 낮아지는 문제가 있어 상용화되지 못했다. 

KIST 연구진은 이러한 미생물의 억제 물질에 의한 성능 저하를 극복해 고농도 바이오연료 생산이 가능한 신규 미생물을 개발했다. 유전자 가위를 이용해 바이오 연료 생산 미생물의 유전체를 편집했다. 또 자연계에서 발생하는 진화 과정을 실험실 안에서 단시간 내 효과적으로 유발하는 공법(적응진화공법)을 적용했다. 

이를 통해 바이오연료 생산 미생물의 성능을 저해하는 대표적인 물질인 아세트산에 대한 저항성이 강화된 신규 미생물을 개발했다. 이 신규 미생물을 활용하면 기존 바이오연료 생산 시 버려지던 성분으로부터 이론적 최대치의 98% 수율로 바이오연료를 생산할 수 있었다.

또 그동안 개발된 바이오연료 생산 미생물은 특정 바이오연료만 생산할 수 있었던 것과는 다르다. 유전자 가위를 이용한 유전체 편집 기술을 활용했기 때문에 추가적인 연구를 통해 바이오연료뿐 아니라 바이오플라스틱, 바이오폴리머 등의 생산이 가능한 플랫폼 미생물로서도 활용 가능하다. 

이선미 박사는 "이번 연구 성과는 기존에 상용화된 1세대 바이오연료의 한계를 넘어 지속 가능성과 경제성이 향상됐다"며 "2세대 바이오연료의 상용화를 앞당길 수 있는 중요한 기술이 될 것"이라고 밝혔다.