미생물 오일은 바이오정유소에서 바이오디젤과 바이오 제트 연료를 생산하기 위한 지속가능한 공급원료로서 활용된다. 지속가능하면서도 경제적인 미생물 오일 생산을 위해서는 바이오정유소 개념과 유기 폐기물 관리의 결합이 필요하다. 본 연구에서는 유기 폐기물의 혐기성 소화 과정의 부산물인 휘발성 지방산(VFAs)을 Yarrowia lipolytica의 호기성(oleaginous) 효모를 이용한 리그노셀룰로오스계 미생물 오일 생산에서 공기질(co-substrate)로 도입하였다. VFAs(초산, 부티르산, 헥사노산)의 보충은 Y. lipolytica의 미생물 오일 생산을 최대 47%까지 증가시켰다. 특히 헥사노산 보충 시 미생물 오일 내 올레산 함량이 41%에서 64%로 증가하였으며, 이로 인해 올레산 titer가 1.5배 증가하였다. 전사체 분석 결과, 헥사노산은 미생물 오일 생산 동안 β-산화 및 ω-산화를 통한 지방산 대사와 전반적인 전사 조절을 변화시켰다. 이러한 결과는 헥사노산이 미생물 오일의 산업적 수율을 향상시키고 올레산 함량을 선택적으로 증가시키는 유용한 보충제임을 시사한다.

기존 플라스틱에 대한 증가하는 환경적 우려는 생분해성 플라스틱과 같은 지속가능한 대안에 대한 요구를 확대시켰다. 효모 세포 공장, 특히 Saccharomyces cerevisiae와 Yarrowia lipolytica는 규모 확장성, 견고성, 조작의 용이성으로 인해 바이오플라스틱 생산을 위한 유망한 플랫폼으로 부상하였다. 본 검토는 polylactic acid (PLA), polyhydroxyalkanoates (PHAs), poly (butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) 를 포함한 주요 생분해성 플라스틱을 생산하기 위한 효모 세포 공장 개발을 목표로 하는 합성생물학적 접근을 강조한다. 본 연구는 유전자, 경로, 세포 시스템 수준에서의 새로운 유전 요소 도입과 같은 다양한 합성생물학 전략을 활용하는 공학화 효모 균주의 최근 발전을 탐색한다. 대사공학, 단백질공학, 적응 진화의 결합은 균주 효율을 향상시키고 생산 수율을 극대화하였다. 또한 본 검토는 균주 개발을 위한 Design-Build-Test-Learn(설계-제작-검증-학습) 사이클에 계산 도구와 기계학습을 통합하는 것의 중요성을 다룬다. 이러한 통합은 균주 개발을 촉진하는 한편 노력은 최소화하고 성능은 극대화하는 것을 목표로 한다. 그러나 균주 견고성을 개선하고 산업 생산 공정을 규모 확장하는 데에는 여전히 과제가 남아 있다. 고도화된 합성생물학 기법과 계산적 접근을 결합함으로써, 효모 세포 공장은 바이오플라스틱의 지속가능하고 규모 확장 가능한 생산에 대해 상당한 잠재력을 가지며, 더 나아가 더 친환경적인 바이오경제에 기여할 수 있다.

미생물 오일은 바이오정유소에서 바이오디젤과 바이오 제트 연료를 생산하기 위한 지속가능한 공급원료로서 활용된다. 지속가능하면서도 경제적인 미생물 오일 생산을 위해서는 바이오정유소 개념과 유기 폐기물 관리의 결합이 필요하다. 본 연구에서는 유기 폐기물의 혐기성 소화 과정의 부산물인 휘발성 지방산(VFAs)을 Yarrowia lipolytica의 호기성(oleaginous) 효모를 이용한 리그노셀룰로오스계 미생물 오일 생산에서 공기질(co-substrate)로 도입하였다. VFAs(초산, 부티르산, 헥사노산)의 보충은 Y. lipolytica의 미생물 오일 생산을 최대 47%까지 증가시켰다. 특히 헥사노산 보충 시 미생물 오일 내 올레산 함량이 41%에서 64%로 증가하였으며, 이로 인해 올레산 titer가 1.5배 증가하였다. 전사체 분석 결과, 헥사노산은 미생물 오일 생산 동안 β-산화 및 ω-산화를 통한 지방산 대사와 전반적인 전사 조절을 변화시켰다. 이러한 결과는 헥사노산이 미생물 오일의 산업적 수율을 향상시키고 올레산 함량을 선택적으로 증가시키는 유용한 보충제임을 시사한다.