1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

메탄은 탄소 하나와 수소 네 개로 이루어진 가장 간단한 탄화수소 화합물이지만, 온실가스 중 하나로 이산화탄소보다 25배 더 강력한 온난화 효과를 가집니다. 메탄은 낙농, 농업, 폐기물 처리 등 다양한 곳에서 배출되며, 특히 산업혁명 이후에 급격히 증가하여 현재 대기 중 메탄 농도는 역사상 최고치를 기록하고 있습니다. 이에 반해 효율적인 메탄 저감 방안은 미비한 실정입니다. 메탄은 탄소원으로 활용할 수 있는 잠재력이 크지만, 현재 메탄을 이용하는 산업은 난방이나 발전과 같은 에너지 생산에 국한되어 활용 가치가 낮습니다. 따라서 메탄을 이용하여 고부가가치 화학물질을 생산하는 기술은 메탄으로 인한 환경 문제 해결과 동시에 탄소 경제를 활성화할 수 있는 혁신적인 기술이 될 수 있습니다.

본 연구에서는 메탄을 탄소원으로 사용하는 메탄자화균을 개량하여 메탄으로부터 고부가가치 화학물질인 피토엔을 생산하고자 하였습니다. 피토엔은 카로티노이드 계열 화합물의 전구체로 항산화, 항암 효과 등 다양한 기능성을 가지고 있어 식품, 의약품, 화장품 등 다양한 산업 분야에 활용될 수 있습니다. 메탄자화균의 유전자 조작의 어려움으로 인해, 초기에는 실험 설계부터 균주 제작, 배양 조건 확립까지 많은 시행착오를 겪었습니다. 하지만 팀원들과 끊임없는 토론과 협력을 통해 문제를 해결하고, 최적의 배양 조건을 찾아 피토엔 생산량을 최대치로 끌어올릴 수 있었습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

본 연구는 서울시립대학교 환경공학부 친환경미생물공학 연구실에서 최용준 교수님의 지도하에 수행되었습니다. 저희 연구실은 미생물 대사공학, 합성생물학, 환경공학의 융합 연구를 기반으로 다양한 환경문제 해결에 적극적으로 나서고 있습니다. 특히 탄소중립 생물공정 개발, 폐기물 및 폐자원 재활용, 난분해성 오염물질 처리 등의 연구를 통해 환경 문제 해결을 위한 혁신적인 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 또한, 활발한 공동 연구와 긴밀한 협력을 통해 연구의 시너지를 창출하고, 실제 현장에 적용 가능한 기술 개발을 목표로 하고 있습니다. 저희 연구실은 7명 내외의 학생 및 연구원으로 구성된 작은 연구실이지만 소수 인원으로 이루어져 있는 만큼 구성원 간의 긴밀한 관계와 의사소통을 바탕으로 적극적으로 연구를 진행하고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

미생물을 다루는 연구자로서 느끼는 가장 흥미로운 점은 눈에 보이지 않는 미생물을 목적에 맞게 개량하여 인간이 직면한 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 수 있다는 점입니다. 특히 이번 연구에서는 메탄이라는 온실가스를 활용하여 고부가가치 화학물질을 생산함으로써 환경 문제 해결과 경제적 이익 창출이라는 두 가지 목표를 동시에 달성할 수 있다는 가능성을 보여주었습니다. 또한, 연구 과정에서 예상치 못한 어려움에 부딪힐 때마다 팀원들과 함께 머리를 맞대고 해결책을 찾아가는 과정은 연구자로서 큰 성장의 기회가 되었습니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

미생물 대사공학 및 합성생물학 분야는 생명체의 복잡한 시스템을 이해하고 조작하여 인류에게 유용한 물질을 생산하는 흥미로운 분야입니다. 특히 최근에는 환경 문제 해결을 위한 핵심 기술로 주목받고 있어 앞으로 더욱 발전 가능성이 높은 분야라고 생각합니다. 하지만 생물을 다루는 연구인 만큼 예상치 못한 결과와 수많은 시행착오를 겪을 수 있습니다. 이러한 어려움을 극복하기 위해서는 무엇보다도 스스로 뚜렷한 목표를 갖는 것이 가장 중요하다고 생각합니다. 이러한 목표를 가지고 끊임없는 호기심과 끈기를 발휘한다면 조금씩 목표에 다가갈 수 있을 것이라 믿습니다. 또한, 다양한 분야의 연구자들과 협력하고 소통하는 능력 역시 중요하다고 생각합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

앞으로는 메탄뿐만 아니라 다양한 탄소 자원을 활용하여 플라스틱, 연료, 의약품 등 더욱 다양한 고부가가치 화학물질을 생산하는 균주를 개발하고 싶습니다. 또한, 실험실 수준의 연구를 넘어 실제 산업 현장에 적용 가능한 기술 개발을 통해 환경 문제 해결과 지속 가능한 사회 구축에 기여하는 것이 목표입니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

먼저 훌륭한 연구 환경을 제공해 주시고 끊임없이 격려해 주시는 최용준 교수님께 깊은 감사를 드립니다. 그리고 함께 연구하며 많은 도움을 준 모든 동료들에게도 감사의 마음을 전합니다. 마지막으로 저를 믿고 응원해 주시는 아내와 가족들에게 사랑한다는 말을 전하고 싶습니다. 앞으로 더욱 노력하여 세상을 이롭게 하는 연구자가 되겠습니다.