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여러분의 차,
집의 난방 장치,
가스 난로
여러분이 사용하는 대부분의 에너지는
화석 연료에서 나옵니다.
그리고 그런 화석 연료는 여러가지 문제를 발생시킵니다.
첫째, 화석 연료는 공급이 제한돼 있죠.
그래서 우리가 사용할수록, 자원의 양은 줄어듭니다.
둘째, 화석 연료의 사용은
기후 변화의 주요 원인입니다.
왜냐하면 화석 연료는 엄청난 양의
이산화탄소를 대기 중에 방출하기 때문입니다.
바이오 연료는 식물처럼 자연적이고 재생 가능한 자원에서 나옵니다.
그래서 바이오 연료는 제한적인 화석 연료에 대한
우리의 의존성을 낮추고
기후 변화의 위험성을 줄여줍니다.
오늘날 대부분의 바이오 연료는
옥수수 곡물을 발효시켜 에탄올로 전환시켜 만듭니다.
하지만 옥수수도 한정된 자원이기 때문에
공급의 한계을 극복하기에는
어려움이 있습니다.
또한, 옥수수를 재배하는 데에도 많은 자원이 필요합니다.
둘째
또 하나의 가능한 해결책:
에탄올 생산시 옥수수 대신 섬유소를 사용하기!
섬유소는 옥수수보다 훨씬 풍부할 뿐만 아니라
생산하는 데에도 에너지가 적게 듭니다.
사실, 섬유소는 지구상에서 가장 풍부한 생체분자입니다.
섬유소는 식물 세포막에서
발견되는 주재료입니다.
식물은 광합성을 하는 동안 물과 이산화탄소를 이용하여
섬유소를 만듭니다.
화석 연료를 사용하면 이산화탄소가 방출되는 반면에
섬유소로 생산된 에탄올을 사용하면
오히려 공기중에 있는 이산화탄소를 줄여줍니다.
하지만 가장 큰 장애물은
사슬처럼 길게 연결된 포도당인 섬유소 분자가
딱딱한 분자 껍질로 싸여 있기 때문에
분해하기 어렵다는 점입니다.
섬유소 기반의 에탄올을 생산하는 것은
먼저 그 보호막을 벗긴 후
섬유소를 잘라서
작은 포도당 분자로 만들어야 한다는 의미입니다.
그렇기 때문에 각각의 섬유소 분자를 벗긴 후에야
비로소 발효를 시작할 수 있습니다.
하지만 박테리아나 곰팡이류 같은
미생물체는
섬유소를 언제든지 에너지로 분해할 수 있습니다.
예를 들어, 젖소는 건초나 자주개자리 같은
섬유소로 가득한 음식을 먹습니다.
젖소의 위 속에 살고 있는 미생물은
셀룰라아제라고 불리는 효소를 생산하는데,
이것이 섬유소 분자를 분해해서
소가 남은 에너지를 사용할 수 있도록 해줍니다.
연구자들은 이제
이런 미생물체들을 연구하고 있습니다.
우리가 섬유소를 분해할 수 있는
더 나은 방법을 찾고
그걸 대체 에너지로 이용할 수 있기를 희망하면서 말이죠.
연구자들이 생각하는 해결책은
섬유소 분해 효소를 생산할 수 있는 미생물체를
자연속에서 찾는 것입니다.
가치있는 제품을 생산할 수 있는 미생물체를
자연속에서 찾는 과정을
'바이오프로스펙팅' 이라고 합니다.
표본 미생물체가 섬유소를
효율적으로 분해할 수 있는지 실험하기 위해서,
연구자들은 먼저 실험관에 미생물체를 넣습니다.
그리고 나서 섬유소원을 넣는데
그것이 튜브속에 있는 유일한 에너지입니다.
만약 미생물체가 셀룰라아제를 생산하지 못해서
섬유소를 분해하지 못한다면,
실험관속에는 아무런 변화가 없을 것입니다.
하지만 미생물체가 우리가 찾고 있는
분해 효소를 생산한다면,
그 효소가 섬유소를 분해해서
그걸 에너지로 사용합니다.
그래서 실험관 속에 큰 변화가 생기게 되죠.
만약 표본 미생물체가
실험관 속의 섬유소를 분해할 수 있다면,
우리가 이 생물체를 이용해서 섬유소를 가지고
차에 필요한 재생과 지속이 가능한 에너지원을
생산할 가능성이 생기는 거죠.