[사이언스] 온실가스 메탄 → 작물생장 돕는 호르몬으로

메탄자화균 대사공학적 개량 통해 메탄에서 식물 생장호르몬 합성 유도

특허뉴스 선우정 기자 | 기사입력 2021/10/11 [16:09]

[사이언스] 온실가스 메탄 → 작물생장 돕는 호르몬으로

메탄자화균 대사공학적 개량 통해 메탄에서 식물 생장호르몬 합성 유도

특허뉴스 선우정 기자 | 입력 : 2021/10/11 [16:09]

▲ 메탄을 작물생장 촉진 호르몬으로 전환하는 메탄자화균 미생물비료 개념도 / 메탄을 작물 생장에 도움을 주는 식물호르몬으로 바로 전환하는 미생물비료 플랫폼 기술 개발에 대한 개념도 (그림설명 및 그림제공 : 경희대학교 이은열 교수 (Modified from Chem. Eng. J. 429, 132522 (2022))  © 특허뉴스

 

축산과 논농사 등의 과정에서 발생하는 온실가스 메탄을 소화해 작물생장 촉진 호르몬을 생합성하는 개량 미생물이 소개됐다. 온실가스 감축과 친환경 농업이라는 두 가지 지향점을 동시에 달성 하기 위한 실마리가 될 것으로 기대된다.

 

한국연구재단은 경희대학교 이은열 교수 연구팀이 농업 분야에서 배출되는 메탄을 식물 성장호르몬으로 전환할 수 있는 친환경 미생물 비료 플랫폼 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

 

메탄을 탄소원이자 에너지원으로 사용하는 메탄자화균은 상온·상압 조건에서 메탄을 알코올, 유기산, 올레핀 및 바이오 폴리머 등의 고부가가치 산물로 전환할 수 있는 미생물로 실제 단백질 사료 등에 활용되고 있다. 하지만 식물성장호르몬으로 전환할 수 있도록 한 시도는 이번이 처음이다.

 

연구팀은 메탄자화균의 대사경로를 개량하여 대기 중 메탄을 식물의 성장과 뿌리내림을 돕는 호르몬으로 전환할 수 있도록 설계했다.

메탄자화균이 메탄을 아미노산인 L-트립토판으로 소화하는 대사 경로를 재구축하여 트립토판 생산성을 높이고 나아가 이를 다시 식물호르몬인 인돌아세트산(식물 성장과 뿌리내림을 촉진하는 호르몬)으로 전환할 수 있도록 한 것이다.

참고로, L-트립토판은 필수 아미노산으로 사료용으로 활용되고 있으며, 현재 우리나라가 세계 1위 시장을 점유하고 있다.

 

실제 이렇게 만들어진 메탄자화균이 포함된 미생물 비료를 처리한 밀 종자의 발아된 새싹 신장률과 뿌리 신장률이 대조군에 비해 각각 2배와 3.6배로 높아진 것으로 나타났다.

 

이은열 교수는 남은 과제는 유전자 재조합 미생물비료 사용에 대한 규제로, 환경이 잘 제어되는 제한된 공간에서 메탄자화균 미생물 비료의 효과를 검증하는 필드 테스트 연구가 필요하다고 밝혔다.

 

이번 연구의 성과는 화학공학 분야 국제학술지 화학공학저널(Chemical Engineering Journal)’920일 게재(온라인)되었다.

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