PHA 생산 균주의 유전자 조작을 통한 바이오플라스틱 물성 최적화 전략

Polyhydroxyalkanoates (PHA)는 미생물이 탄소원을 이용하여 축적하는 천연 고분자이며, 생분해성 플라스틱의 주요 후보 물질입니다. PHA의 최종 물성은 미생물의 대사 경로 조절을 통해 달성될 수 있습니다.

물성 제어를 위한 유전체적 개입

• 중쇄량 PHA (mcl-PHA) 생산을 위해서는 해당 지방산 합성에 관여하는 phaC 유전자 등의 과발현 혹은 특정 효소의 발현 조절이 필수적입니다. 이는 원하는 물리적 강도와 탄성률을 부여하는 핵심 단계입니다.
• 최근 연구들은 단순한 생산량 증대를 넘어, pha 합성 경로상의 특정 효소를 치환하거나 CRISPR 기술을 이용하여 대사 조절자를 타겟팅함으로써 열적 안정성이나 가소성을 향상시키는 방향으로 발전하고 있습니다.

현재의 한계로는 원하는 구조의 PHA를 대량 생산하기 위한 높은 수준의 시스템 생물학적 최적화가 필요하며, 추출 공정의 비용 효율성이 상용화의 주요 난제로 남아있습니다. 따라서 지속 가능한 생산을 위해 다양한 대사체학적 변수를 고려한 합성생물학적 접근이 요구됩니다.