생명공학

해조류의 햇빛과 이산화탄소로부터 식량과 에너지 문제를 해결하는 제품까지
식량과 연료가 함께 세계 경제의 75%를 차지하고 있으며, 오늘날 과학 연구의 많은 부분은 식량과 에너지 안보를 보장하기 위해 새롭고 신뢰할 수 있는 자원을 이용하는 데 초점을 맞추고 있다. 광합성 물질은 미래에 가장 유망한 자원 중 하나이다. 샌디에이고 캘리포니아 대학의 녹조 생물 공학 센터(Cal-CAB)는 식품, 에너지, 녹색 화학 및 바이오 제품의 재생 가능한 생산을 위해 혁신적이고 지속 가능하며 상업적으로 실행 가능한 솔루션을 개발하기 위해 녹조를 사용한다. 광합성을 하지만 식물보다 덜 탐사된 해조류는 광합성을 이해하는 훌륭한 모델 역할을 하며, 식량과 에너지뿐 아니라 수질개선과 보존에도 새로운 자원을 가능하게 할 수 있는 큰 잠재력을 보여준다. 시장에 연구를 가져오고 그 시사점을 더 넓은 사회에 전달하기 위해, 이 센터는 생물학, 화학, 공학, 경제, 정책 분야의 국제 연구 과학자들과 협력하면서 어린 학생들을 훈련시키고 대중을 교육한다.
Cal-CAB는 박사가 감독한다. 30년 넘게 조류를 연구해온 스티븐 메이필드. 화석연료 가격이 상승하고 기후변화가 세계적 이슈로 떠오르기 훨씬 전부터 그는 광합성 생물제조용 해조류의 잠재력을 깨닫고 있었다. 그가 그의 팀과 함께 만든 첫 번째 제품은 치료용 단백질이었고, 2년 전 그는 해조류로 만들어진 잠재적인 말라리아 백신을 개발했다. 연구의 영향을 깨닫고 사회 내에서 관련성을 찾기 위해 여러 분야를 아우르며, Cal-CAB의 연구자들은 효율적이고 참신한 방법으로 우리의 식량과 에너지 생산을 증가시키는 새로운 바이오 제조 플랫폼을 개발하고 있으며, 조류 유전자 발현 분석, 조류 생리학 이해, 그리고 다른 찬사를 만드는 데 큰 진전을 보이고 있다.교묘한 응용 지속가능한 서핑보드, 영양보충제, 심지어 백신과 치료단백질까지, 이 센터는 조류에 대한 지식과 그 잠재력을 계속 확장시켜, 세계의 식량, 물, 에너지, 건강관리, 물질적 문제를 더 가까이서 충족시키고 있다. 조류 생명공학을 활성화하기 위한 도구 구축: 현대의 생물 제조는 박테리아, 효모, 포유류 세포와 같은 단일 세포의 공학을 바탕으로 가치 있는 제품을 생산한다. 여기에는 맥주, 빵, 치즈에서부터 산업 효소, 치료 단백질, 심지어 플라스틱 전구체까지 모든 것이 포함된다. 조류와 다른 광합성 단세포 시스템이 이러한 현존하는 산업 유기체와 경쟁할 수 있도록 하기 위해서는 일련의 첨단 분자 유전 도구가 필요하며, 칼-CAB는 그러한 도구를 개발하여 전 세계에 보급하고 있다.
녹조 재조합 단백질: 재조합 단백질은 식품가공 효소부터 치료용 단백질, 영양제까지 모든 것에 사용된다. 우리는 산업 파트너들과 긴밀히 협력하여 다양한 용도로 재조합 단백질을 개발하고 있다. 일단 그러한 영양학적으로 중요한 단백질 집단이 산모의 모유의 일부분인 대장균에서 나온다면, 이 단백질들은 아기들이 박테리아나 바이러스성 설사로부터 보호해 줄 뿐만 아니라 면역 발달의 중요한 자극제 역할을 한다. 설사는 사실 항생제가 부족한 지구상에서 어린이들을 죽이는 최고의 살인마다; 그리고 매년 5백만 명의 어린이들이 설사로 인한 탈수증으로 죽는다. 이 센터는 현재 조류에서 생성된 대장 단백질을 기반으로 한 항지리약품을 개발하고 있다. 이 약품들은 또한 항생제를 대체하기 위해 식품 동물에도 사용될 것이고, 더 건강한 식품과 항생제 체계를 만드는데 도움을 줄 것이다.
그린 케미컬: 서프보드는 두 가지 성분으로 되어 있는데, 내부는 석유에서 나오는 폴리우레탄으로 주로 만든 폼 블랭크, 외부는 섬유유리와 수지로 덮여 있다. 석유는 단순히 해조류 기름의 화석이기 때문에, 근본적으로 석유에서 나오는 모든 것은 약간의 교묘한 화학 작용을 가진 해조류 기름으로 재창조될 수 있다. 이 센터의 연구원들은 유기 화학자들과 협력하여 조류에서 기름을 채취하여 폴리우레탄으로 교차하는 폴리우레탄으로 전환할 수 있는 공식을 만들어냈다. 현재 연구팀은 코어 내부 거품용 조류기름을 이용한 서프보드 3개를 제작해 전체 서프보드를 지속가능하게 만들기 위해 노력하고 있다. 해조류로부터 석유제품을 얻는 것은 이 시스템을 탄소중립과 생분해로 만들 것이기 때문에 이와 같은 바이오제품은 이로울 것이다. 이러한 공식을 바탕으로 녹조가 실행 가능한 자원이 될 수 있는 실질적인 응용을 늘리는 것을 목표로 한다.

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