이산화탄소 저감 및 탄소자원화 능력을 갖는 광합성 세포공장 시스템을 구축하여 이를 활용한 고부가 소재를 생산하는 기술

급변하는 기후변화에 대응하여 지속가능한 차세대 바이오연료 및 탄소자원 공급원으로서의 활용 가능

향후 5년 : ~2023년 :경구용 백신, 카로테노이드 색소 생산용 미세조류 세포공장 구축

향후 10년 : ~2028년 :미세조류 기반 의약단백질 개발 및 대량 생산시스템 구축

1) GRAS 미세조류 맞춤형 형질전환 시스템 개량

- 기존 모델 균주기반 형질전환 기술을 GRAS 균주에서 활용 가능한 수준으로 개량 및 최적화, 안정성 높은 형질전환체 제작가능한 형질전환법 확보

2) 의약단백질 후보물질 발굴 및 단백질 생산 미세조류 세포공장 개발

- 미세조류가 기존에 동물 사료로 활용되고 있는 점을 감안했을 때 어류 양식용 경구 투여 백신 및 야생동물용 미끼형 백신 등의 생산이 가능

- 경구용 백신을 고효율로 생산할 수 있는 미세조류용 발현 시스템으로 형질 도입하여 미세조류 기반 세포공장 개발

3) 미세조류 기반 의약단백질 대량생산 및 시험·평가

- 광생물반응기(PBR) 기반의 대량 생산 시스템을 구축하고 백질 생산 조건을 최적화하여 의약 단백질의 독성 및 효능 시험 평가 수행

미세조류의 경우 식물과 분류학적 유사성이 높고, 저비용 고효율로 배양 및 생산이 가능하기 때문에 기존 식물 기의 고부가 물질 생산기술의 한계점을 극복 - 안정성 및 기술선점의 측면에서 활용 가치가 높은 GRAS 종 맞춤형 관련 기술 개발 필수

(미국) 현재 기술수준에서는 바이오연료로 직접 활용이 어렵지만 향후 균주 개량, 고부가 소재 동시생산 등을 통해 차세대 에너지원으로서 높은 가치가 있는 것으로 평가

* Sustainable development of algal biofuel, DOE

(일본) 핵심 R&D 분야의 하나로 미세조류를 활용한 연료 개발 계획을 발표

- 3E (환경 적합성, 경제성, 공급 안정성)의 시점에 기초해 미세조류 연료의 생산 시스템 기술 개발, 해외 배양을 위한 협력 체제 구축 등의 지원 확대

(독일) 바이오리파이너리 로드맵을 제시

- 미세조류 기반 지질 리파이너리 기술에 대해 높은 광합성 효율을 제공하고 천적관계에서 비교적 자유롭기 때문에 전통적인 농작물보다 바이오매스 원료로서 주목받을 수 있다고 평가

파리기후협정에 따라 우리나라의 NDC를 2030년까지 배출전망치 (BAU) 대비 37% 감축하는 것으로 목표를 설정

- 2015년부터 탄소배출권 거래제를 시행

장기적인 글로벌 경쟁력을 위한 지속적인 투자 계획을 시사

- (과기정통부) 6대 핵심 분야*로 이산화탄소 포집 및 처리 기술 (CCS)과 바이오에너지를 선정

* (6대 핵심 분야) 태양전지, 연료전지, 바이오에너지, 이차전지, 전력IT, 이산화탄소 포집 및 처리 기술 (CCS)

- (산자부) 新기후체제 선제대응을 위한 ‘2030 에너지 신산업 확산전략’ 발표

한국생명공학연구원, KAIST, 한국에너지기술연구원, 한양대, 인하대 등 유수의 연구기관 및 대학에서 토착 미세조류 발굴 및 활용을 위한 기술개발에 노력을 기울이고 있지만, 균주은행, 형질전환 기술, 대량배양 등 기반 인프라 구축이 미흡한 수준임

현재 정부의 탄소자원화 전략프로젝트에서 탄소전환 기술을 통해 ’25년 기준 연간 450만 톤의 온실가스 감축과 3.7조 원의 경제적 효과를 창출할 수 있을 것으로 기대 * 출처 : 미래부, 정부 ｢탄소자원화 국가전략프로젝트 실증 로드맵｣ 발표, 2016CO2 저감 관련 시장은 연평균 7.4% 증가하여 2021년에는 243억 달러(약 26.5조 원)로 성장할 것으로 전망 * 출처 : 한국에너지기술평가원, CO2 저감 및 자원화 기술 : 미국의 CCUS 산업 동향 분석, 2015

미세조류 대량배양시스템 구축을 통한 온실가스감축 및 환경정화 효과 기대기존 해양수산 질병 관리의 노동 집약적 한계점을 극복하고, 원활한 수산 양식 관리 가능

LMO 이슈 해결을 위한 폐쇄형 생산 및 세포 불활화 공정 필요미세조류 고농도 대량 배양 시스템 구축 필요유엔 미래포럼은 2020년 이후 미래사회의 최대 부상산업으로 기후에너지 및 건강식품 산업을 각각 1위, 2위로 예측 - 미세조류는 두 산업 모두에서 핵심 소재로 활용될 가능성이 높으며, 국제적인 기술 및 지식 재산권 선점을 위해 미세조류 기반 원천 기술 및 상용화 기술 개발이 시급

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