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미생물 대사에 대한 전기 자극

전문가 제언: ○ 모든 생물은 전자 공여체와 수용체가 필요하며, 이를 전기 화학적으로 공급하는 방법도 있다. 생물전기발생기는 대사산물생성에 영향을 미치는 미생물 배양과 생물학적 형질변환(biotransformation에 사용한다. 보다 친환경적 폐기물 처리, 처리의 개선 및 배양하는 노력이 더 필요하며 에너지공급 시스템은 보다 매력적이다.

○ 질소순환에서 미생물이 질소를 환원하여 먹이그물(food web)에 들여보낸다. 염화페놀(chlorinated phenol)과 염화에틸렌(chloroethylene)의 박테리아 분해같이 오염물질을 제거하며, 질산화와 탈질화는 질소제거에 효과적이어서, 과잉질소가 나타나는 폐수처리에 실제로 이용한다.

○ 철광 및 십자석(staurolite) 등의 생물학적 산화 등 호기성 산화 박테리아의 금속생물침출(bio-leaching), 아비산염의 생물 성장억제, 혐기성 미생물호흡의 전자 공여체로서 철 환원, 화석연료의 탈황, 연료 오염물질의 제거, 수용성 우라늄의 불용화 제거 등 어려운 추출이나 제거에 생물전기발생기로 미생물을 활성화하여 이용한다.

○ Neutral Red를 환원용으로 한 생물전기발생기를 활용하여 Trichosporon capitatum은 칼슘통로 차단 자(channel blocker) 합성에서 중간물질 Br-β-tetralone을 Br-β-tetralol로 환원한다.

○ 생물전기 발생기를 제약연구에 사용하여 여러 가지 약품을 생합성한다. 각 합성단계나 복합단계에서 촉매로 미생물을 이용해서 약품을 생산한다. 때로, 유전적 변형으로 생물을 만들기도 하지만, 야생형 균주(wild-type stain)를 많이 이용한다. 중요한 약의 합성반응용 효모( yeast)는 생물전기발생기의 자극을 효과적으로 받는다.

○ 미생물 이용은 우리나라도 많이 하는데, 특히 제약 산업이나 발효식품 분야에서 많이 이용한다. 하지만 생물전기발생기를 실제 생산에 이용하는 연구는 그리 많지 않은 편이다. 보다 효과적이고, 보다 생산적이며, 보다 저렴한 생산을 지향하는 연구가 왕성하여야 생산성과 수익성이 높아지겠지만 연구투자와 인내력이 관건이다.

저자: Thrash, J. Cameron and John D. Coates
자료유형: 학술정보