독일의 토비아스 에르프 교수가 CO2 고정·전환 연구 실적을 인정받아 영예의 퓨처 인사이트 프라이즈의 수상자로 결정됐다.

선도적인 과학기술 기업인 머크(Merck)는 13일 2022 퓨쳐 인사이트 프라이즈(Future Insight Prize) 에너지 부문 수상자를 발표했다.

100만 유로 상금의 주인공은 토비아스 에르프(Tobias Erb) 교수(막스플랑크 육상 미생물학 연구소장, 독일 마르부르크 소재)다.

시상식은 독일 담스타트에서 열린 과학 컨퍼런스 ‘큐리어스 2022-퓨쳐 인사이트’(Curious2022, Future Insight)에서 진행됐다.

토비아스 교수 연구팀은 합성생물학을 사용해 보다 효율적으로 CO2를 고정할 수 있는 생체 촉매를 발견·결합했다.

이는 완전히 새로운 방식의 솔루션으로써, CO2를 유용한 화학제품으로 전환하여 연료의 원료(feedstock)로 사용 가능하다.

밸렌 가리호(Belen Garijo) 머크 이사장 겸 CEO는 “과학기술은 인류와 지구를 더 건강하게 만들 수 있는 우리 사회의 능력을 강화시키는 열쇠다. 토비아스 교수는 광합성을 재설계해 인류가 CO2를 효율적으로 포집해 유용한 제품으로 전환하는 것을 가능하게 했다. 토비아스 교수야 말로 퓨처 인사이트 프라이즈가 의도한 목적에 완벽하게 들어맞는 인재상이며 이번 수상으로 그의 발견이 상용화되고 다양한 분야에 적용되는 시기가 앞당겨 지길 바란다”고 했다.

토비아스 교수는 수상소감에서 “기본적으로 장기적인 관점을 취해온 우리의 연구 접근법이 결실을 맺기 시작했다. 현재 우리 연구팀의 목표는 합성 CO2 고정이 최대의 잠재력을 발휘할 수 있도록 다양한 조건에서 우리 기술을 적용해보는 것이다. 우리 연구실은 생물학과 화학을 접목시켜 연구를 진행하며 새로운 CO2 전환 효소의 발견, 기능, 조작 연구 그리고 GMO 광합성 및 인공 광합성에 활용 등에 중점을 둔다. 이를 통해 생명공학, 농업, 합성화학 등의 분야에서 보다 원활하게 탄소를 포집 할 수 있도록 새로운 솔루션을 제공하는 것이 우리의 목표”라고 밝혔다.

토비아스 교수의 CO2 고정 프로젝트와 그가 만든 새로운 솔루션들은 이미 여러 업적의 기반으로 작용했다. 토비아스 교수 연구팀은 ECRs(enoyl-CoA carboxylases/reductases)라는 새로운 CO2 고정 효소군(群)을 발견했는데 이는 현재까지 가장 효율적인 CO2 전환 생체 촉매로 알려져 있다. 연구팀은 또한 CO2가 펜타데칸(pentadecane, 디젤 연료의 주성분)과 폴리케타이드(polyketide, 항생제의 전구체로 작용)로 직접 전환될 수 있음을 입증하였다. ‘대사 역합성(metabolic retrosynthesis)’ 접근법을 사용하여 자연 광합성보다 효율이 좋은 인공 CO2 고정 경로를 설계 및 실현하는 데 성공하기도 했다. 이 경로를 살아있는 세포 내에 구현하는 것이 현재 연구팀의 중점 과제이며, 동시에 다른 한편으로는 빛을 이용해 CO2를 포집하는 인공 시스템 구축에도 진척을 보이고 있는데 이는 자연 진화 시스템보다 효율이 좋다.

한편 퓨처 인사이트 프라이즈 수상자를 선정하는 심사위원단은 다양한 연구 분야를 대표하는 저명한 과학자 80여명으로 구성되며 이들 중 다수가 노벨상 수상자다.

머크는 2018년에 퓨처 인사이트 프라이즈를 제정했다. 인류의 미래의 중요한 분야에서 의미 있는 공헌을 하고 있는 우수한 과학자들의 공로를 기리기 위함이다.

2019년 첫 번째 수상자는 하버드 대학 및 브로드 연구소(미국 매사추세츠주 캠브리지 소재)의 파디스 사베티(Pardis Sabeti) 교수와 밴더빌트 대학 메디컬센터(미국 테네시주 내슈빌 소재)의 제임스 크로우(James Crowe) 교수로, 팬데믹 예방 분야의 연구 실적을 인정받았다.

2020년에는 독일 뮌헨 공과 대학의 스테판 지버(Stephan Sieber) 교수가 다약제 내성 브레이커에 대한 프로젝트를 인정받아 수상자로 선정됐다.

2021년에는 미국 UIUC(일리노이 대학 어바나-샴페인 캠퍼스)의 팅 루(Ting Lu)교수와 미국 미시간 공과 대학의 스테판 테크토만(Stephen Techtmann)교수가 플라스틱 폐기물을 식품으로 바꾸는 공동 연구로 수상자가 됐다.