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[IT뉴스]접착제 소재, 석유 대신 ‘미생물’로 만든다

온카뱅크관리자

2026-09-17 10:57:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> KAIST, 대장균 대사경로 설계해 포도당서 새 고분자 생산 상용 석유계 접착제보다 높은 접착력...열에 견디고 생분해까지 
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 <img alt="대장균의 대사과정을 조절해 포도당에서 접착제 소재를 생산하는 ‘미생물 세포공장’ 기술 개념도를 AI로 생성한 이미지. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/17/dt/20260917105609033clhn.png" data-org-width="640" dmcf-mid="xMEfGHlwSZ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/17/dt/20260917105609033clhn.png" width="658">
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 대장균의 대사과정을 조절해 포도당에서 접착제 소재를 생산하는 ‘미생물 세포공장’ 기술 개념도를 AI로 생성한 이미지. KAIST 제공.
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 대부분 석유에 의존해 산업 전반에 널리 쓰이는 접착제 소재를 미생물로 만들 수 있는 기술이 개발됐다.
 앞으로 접착력과 유연성, 내열성 등 원하는 기능의 고분자를 만들어 다양한 기능성 소재 생산에 활용할 수 있을 전망이다.
 KAIST는 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 대장균의 유전자와 대사과정을 조절해 포도당으로부터 접착제 소재를 생산하는 ‘미생물 세포공장’을 개발했다고 17일 밝혔다.
 현재 포장재, 전자제품, 자동차 등 다양한 분야에서 사용되는 접착제 상당수는 석유 유래 고분자를 기반으로 생산되고 있다.
 이 가운데 핫멜트 접착제(HMA)는 접착 성능이 뛰어나고 별도의 유기용매 없이 빠르게 접착되는 장점이 있다. 하지만 자연에서 쉽게 분해되지 않아 폐기물과 미세플라스틱 문제 등을 유발하는 문제가 있다.
 연구팀은 미생물을 포도당과 같은 재생 가능한 원료로부터 만들 수 있는 생분해성 고분자(PHA)에 주목했다. PHA는 어떤 성분을 어떤 비율로 구성하느냐에 따라 유연성과 강도, 내열성 등 소재 특성 조절이 가능하다.
 연구팀은 대장균이 포도당으로부터 잘 붙는 성질의 ‘4HB’(4-하이드록시부티레이트)와 열에 잘 견디는 ‘PhLA’(페닐락테이트)를 이를 하나의 고분자로 만들 수 있도록 세포 내부의 대사경로를 새롭게 설계했다.
 대장균이라는 작은 생산공장에 포도당을 공급해 접착제 소재가 만들어지도록 구현한 것이다.
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 <img alt="미생물 세포 공장에서 생산한 핫멜트 접착제 기술 개념도. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/17/dt/20260917105610398xynk.png" data-org-width="640" dmcf-mid="yABlJiPKTX" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/17/dt/20260917105610398xynk.png" width="658">
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 미생물 세포 공장에서 생산한 핫멜트 접착제 기술 개념도. KAIST 제공.
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 연구팀은 여러 성분을 동시에 생산할 때 생기는 불균형을 해결하기 위해 유전자 발현 세기와 시점을 조절하고, 물질 생산에 필요한 ‘CoA 전달효소’를 추가했다.
 이어 세포 안에서 일어나는 수많은 화학반응을 컴퓨터로 분석하는 게놈 규모 대사 모델을 활용해 원료가 부족하거나 생산에 병목이 생기는 대사 경로를 찾아 최적화했다.
 그 결과, ‘4HB-co-PhLA’를 배양액 1리터당 10.2g의 고분자를 생산했고, 3HB 생산경로를 추가한 3HB-co-4HB-co-PhLA는 리터당 52.8g까지 생산했다.
 연구팀은 이를 토대로 만든 고분자가 핫멜트 접착제로 사용할 수 있는지에 대한 시험을 통해 높은 접착 성능을 확인했다. 반복해서 녹였다가 다시 접착한 뒤에도 상당 수준의 접착력을 유지한다는 것도 검증했다.
 연구팀은 지방 등을 분해하는 효소인 리파아제를 고분자 표면에 처리하자, 표면이 손상되고 분자량과 전체 질량이 줄어드는 등 생분해 가능성도 확인했다.
 이상엽 특훈교수는 “미생물의 대사경로를 설계해 단순히 고분자를 생산하는 데 그치지 않고 원하는 성질을 갖는 기능성 소재를 생산할 수 있는 가능성을 확인한 연구”라며 “앞으로 접착제뿐 아니라 다양한 기능성 고분자 소재의 지속가능한 생산 기술로 확대할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
 연구결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 지난 7월 20일 온라인에 실렸다.
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 <img alt="이상엽(오른쪽) KAIST 특훈교수와 강민주(왼쪽) 박사과정을 포함한 연구진. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/17/dt/20260917105611758ntpk.png" data-org-width="640" dmcf-mid="WT8HjAiPWH" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/17/dt/20260917105611758ntpk.png" width="658">
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 이상엽(오른쪽) KAIST 특훈교수와 강민주(왼쪽) 박사과정을 포함한 연구진. KAIST 제공.
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 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr
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