인하대 신화성 교수, ‘대용량 기계자극 고속 지질 유도 시스템’ 개발

[헤럴드경제=이홍석(인천) 기자] 인하대학교 신화성 교수(생명공학과)가 미세조류 내 지질 생산량을 단시간에 극대화하는 ‘기계자극 대용량 고속 지질 유도 시스템’을 개발했다.

미세조류는 다양한 생리활성물질을 포함하고 있고 특히 미세조류의 세포 내 지질은 신재생에너지인 바이오디젤, 메디컬 및 화장품 소재로 각광받고 있어 현재 전 세계적으로 집중적인 연구개발이 진행되고 있다.

고함량의 지질 축적을 유도하기 위해 기존에는 질소 결핍, 온도 및 pH조절을 통해 생물ㆍ화학적 방법으로 미세조류 내 지질 축적을 유도했다.

그러나, 이 방법은 시스템적으로 조절이 어렵고 지질 축적 유도 시간이 적어도 하루 이상 걸린다는 점에서 고속 지질 유도 시스템 개발이 요구돼 왔다.

신화성 교수 연구팀은 기계적 자극을 통한 대용량 지질 유도 시스템을 개발해 4시간 만에 미세조류 내 지질 축적을 유도하는데 성공했다.

신 교수 연구팀은 탄성을 가지는 폴리우레탄(고분자 화합물)의 성질을 이용해 쉽게 압축되고, 액체 흡수를 통해 원래의 형태로 복원되는 비드(마이크로 크기의 고분자 입자)를 개발해 비드의 탄성을 통해 미세조류에 압축 스트레스를 가해 4시간이라는 짧은 시간에 미세조류 내 지질 축적이 유도되는 것을 입증했다. 

[사진 = 미세조류 내 지질 생산량을 단시간에 극대화하는 ‘기계자극 대용량 고속 지질 유도 시스템’을 개발한 신화성 교수<사진 우측>와 조명권 씨.]

연구 결과는 지질 축적 유도시간을 획기적으로 단축해 대용량 미세조류 지질을 저비용으로 전환 가능해 바이오디젤 상용화 기술 개발에 응용이 가능하며 그 외 화장품, 메디컬, 식품 등 타 산업 분야에도 산업적 활용 가능성이 높이 평가된다.

신 교수는 “이번 연구를 통해 지난 5년간 꾸준히 연구해 온 기계자극을 활용한 미세조류 지질 증대 산업화에 한 발 더 나아가 기쁘다”며 “공정 최적화 및 제어 부분 등 풀어야 할 문제들이 아직 많이 남은 만큼 앞으로도 해당 분야에 대한 해결책을 찾기 위해 꾸준히 연구에 매진하겠다”고 말했다.

신 교수의 ‘미세조류에 대해 높은 강인성과 제어성을 가지는 세포역학신호변환 유도 지질 생산 시스템’ 연구 내용을 담은 논문 “Mechanotransduction-Induced Lipid Production System with High Robustness and Controllability for Microalgae”은 세계 최고 과학전문지 ‘네이처’의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 온라인 판 최신호(9월 9일)에 게재됐다.

기술 상용화를 위한 대용량 시스템 개발에 대한 이 연구는 기계자극에 의한 지질변환 시스템을 개발해 지난 2014년 사이언티픽 리포트에 게재된 것에 이어 연이어 게재됐다.

이번 연구는 인하대 조명권(생물공학과 석사ㆍ4차) 씨가 참여했으며, 한국연구재단 미래창조과학부 중견연구자 핵심 및 도약연구지원을 받아 진행됐다.

[email protected]

Print Friendly