<질문>
아디프산 생산 공정의 한계점과 이를 해결하기 위한 미생물 세포공장의 역할은?
ATP 소비 경로를 조작하면 아디프산 생합성에 대한 대사 flux를 향상시킬 수 있을까?
<발견>
아디프산(adipic acid)는 나일론-6,6, 플라스틱, 윤활유 등 다양한 산업분야에서 활용되는 고부가가치 화합물이지만, 현재 주로 화석 연료 기반의 공정을 통해 생산되고 있어 환경적 문제를 초래한다는
한계를 가짐. 이러한 문제 해결을 위해 미생물 세포공장을 활용한 친환경적 아디프산 생산이 효과적인 대안으로 주목받음. 본 연구에서는 ATP 공급을 정밀하게 제어하는 전략이 E. coli에서 아디프산 생산에 핵심적인 역할을 한다는 사실을 최초로 규명함. 목적 산물의 전구체 공급을 최적화하고 ATP 합성 경로를 조절함으로써 TCA 회로와 ATP를 소비하는 아디프산 생산 경로 간의 균형을 성공적으로 재조절한 결과, 대조 균주 대비 아디프산 생산량이 19.5배(약 1093 mg/L) 증가함. 또한, 전사체 분석을 통해 ATP 합성에 관여하는 유전자들의 발현 양상이 대사 Flux 분배에 큰 영향을 미친다는 사실을 확인함. 이와 같은 전략은 아디프산을 포함한 다양한 고부가가치 바이오물질의 산업적 생산을 개선하기 위해 ATP 소비와 생합성 대사 경로 간의 균형을 조율하는 접근법이 매우 효과적임을 시사함.