리그노셀룰로오스 억제물 스트레스 대응 대사공학을 통한 발효 내성·해독 연구

Metabolic engineering for fermentation robustness against lignocellulosic inhibitors

연구 내용

리그노셀룰로오스 유래 억제물에 대한 효모·세균의 내성과 해독 경로를 공학적으로 강화하여, 지질 또는 폴리히드록시알카노에이트 생산을 안정화하는 연구

리그노셀룰로오스 전환 과정에서 생성되는 furan 계열 물질 등 억제물로 인해 발효 효율과 생성물 합성이 저하되는 문제를 겨냥합니다. Aldehyde dehydrogenase 매개 해독 및 NAD salvage pathway 유전자 삽입을 통해 세포 내 조효소 재생과 독성 대사 경로를 보강하고, 억제물 존재 하에서도 지질 생산이나 폴리히드록시부티레이트 축적이 지속되도록 설계합니다. 또한 억제물 스트레스 하에서의 대사 반응을 해석해 공정 적용 시 변동성을 낮추는 방향으로 차별화합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 Yarrowia lipolytica에서 furan 억제물 문제를 해독 효소 수준에서 접근하여 발효 중 지질 생성의 회복성을 높이는 전략을 확립했습니다. 이어 Cupriavidus necator에서 lignocellulosic 유래 억제물에 대한 내성을 NAD salvage pathway 관점에서 보강하는 방향으로 확장되었습니다. 최근에는 리그노셀룰로오스 가수분해물의 실제 조성에 가까운 조건에서 스트레스-대사 연계를 검증하고, 억제물 저감이 최종 생산물로 이어지는 공학적 원리를 정리하는 흐름을 보였습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

억제물 존재 발효용 내성 균주 플랫폼
furfural 해독 모듈 기반 공정 안정화
NAD salvage 기반 조효소 재생 설계
대사 스트레스 하 지질 생산 유지 기술
PHA/PHB 생산의 공정 변동성 저감
리그노셀룰로오스 전처리 부산물 대응 전략
발효-정제 비용 절감형 생산 공정
억제물 내성 평가용 스크리닝 방법
스트레스 반응 기반 생산성 예측 모델
대규모 적용을 위한 robustness 확보