유전자 변형으로 탄소를 더 많이 흡수하는 나무 개발 리빙 카본

유전자 변형으로 탄소를 더 많이 흡수하는 나무 개발 리빙 카본

리빙 카본은 유전자 변형으로 탄소를 더 많이 흡수하는 포플러나무를 개발하였습니다. 광합성 능력이 뛰어난 식물의 유전자를 포플러 나무 DNA에 합성한 결과, 일반 포플러 나무에 비해 50% 더 많은 바이오매스를 축적할 수 있고, 에이커당 2배 이상 탄소를 포집할 수 있으며, 50%이상 빨리 자랍니다. 현재 리빙 카본은 조지아주 저지대 숲과 오하이오 폐광에서 현장 시험중이며 이미 이 나무를 통해 탄소패출권과 크레딧을 판매하고 있습니다. 

 

목차

리빙 카본

리빙 카본의 탄생

리빙 카본의 광합성 강화 포플러 나무

식물 유전학 연구의 단점

 

리빙 카본

생명공학 스타트업 리빙 카본(Living Carbon)은 유전자를 변형하여 더 많은 탄소를 흡수하는 포플러 나무를 개발하였습니다. 리빙 카본은 조류와 양치류 등 광합성 능력이 뛰어난 다른 식물의 유전자를 포플러의 DNA에 합성했습니다. 이 포퓰러 나무는 50% 더 많은 바이오매스를 축적할 수 있고 에이커당 두 배 이상의 탄소를 포집할 수 있으며, 기존 포플러 나무에 비해 4개월 만에 최대 53% 더 빨리 자랍니다.

리빙 카본은 현재 조지아주의 저지대 활엽수 숲과 오하이오주의 버려진 광산 현장 등에서 유전자 변형 포플러 나무를 실험하고 있고, 현재 오레곤 주립대학교와 협력하여 600그루 이상의 나무를 대상으로 4년간 현장 시험을 진행하고 있습니다.

리빙 카본은 3,600만 달러 이상의 자금을 모집했고, 미국 에너지부로부터 500,000달러의 보조금을 받았습니다. 알파벳, 메타, 맥킨지 및 스트라이프 등이 탄소 제거 기술 개발을 가속하기 위해 공동 설립한 프론티어 펀드 역시 리빙 카본에 투자하고 있습니다.

 

리빙 카본의 탄생

담수에서 자라는 양치류 아졸라(Azollas)는 지구상에서 가장 빠르게 자라는 식물 중 하나이며, 이 양치류는 엄청난 양의 탄소를 소비합니다. 과학자들은 아졸라와 같은 양치류들이 바다를 덮고 있으면 대기의 온실가스를 제거하여 지구를 온도를 낮출 수 있다는 이론을 세웠습니다.

고생물학자이자 리빙 카본의 최고 기술 책임자인 패트릭 멜러(Patrick Mellor)는 이와 같은 양치류에 대해서 탄소 절감에 대한 아이디어를 얻습니다. 멜러는 아졸라와 같은 식물을 통해 기후를 보호하기 원했지만 자연적인 시간으로는 할 수 없었습니다. 인위적으로 아졸라 효과를 얻기 원했지만 방법이 없었습니다.

광합성은 식물이 대기에서 탄소를 흡수하고 태양 에너지를 사용하여 당류로 변환시킵니다. 변환된 당류는 에너지를 위해 사용되고 일부는 성장에 사용합니다. 이 과정에서 때로는 효소가 우연히 산소와 결합하여 독소를 생성하는데 이 독소를 처리하기 위해 식물은 당류의 일부를 사용하여 탄소를 다시 대기로 배출합니다. 광호흡(photorespiration)이라고 알려진 이 과정은 식물이 흡수한 탄소의 1/4 이상을 다시 대기중으로 방출하게 됩니다.

일리노이 대학교 연구원들은 독소 물질을 더 많은 당류로 바꾸기 위해 식물에 새로운 유전자를 삽입했습니다. 유전자 조작된 이 식물은 대조군보다 25% 크게 자랐습니다.

탄소 포집 벤처에 관심이 있었던 스타트업 베테랑 메디 홀(Maddie Hall)은 동일한 조작이 나무에서도 효과가 있을 수 있다는 사실을 알게 되었고, 유전자 조작된 나무가 기후 솔루션 역할을 할 수 있을 것이라고 생각하였으며, 자신의 회사 이름을 리빙 카본이라고 정하게 됩니다.

얼마 지나지 않아 홀과 멜러는 기후회의를 통해 만나게 되었고, 둘은 자신들의 아이디어가 상호 보완적이라는 것을 알게 되었습니다. 즉, 유전자를 하나로 합치면 더 빨리 자라며 더 영구적인 탄소 저장이 가능한 진정한 슈퍼 나무를 얻을 수 있다는 것입니다. 홀은 실리콘 밸리의 다양한 연락처를 활용하여 1,500만 달러의 시드머니를 모았고 2019년 리방 카본이 탄생했습니다.

 

리빙 카본의 광합성 강화 포플러 나무

리빙 카본은 자연적인 종보다 더 빨리 자라고, 더 많이 탄소 흡수하며, 부패에 저항하여 탄소를 대기에서 차단하는 나무를 설계하려고 노력하고 있습니다. 설립 4년이 채 되지 않은 2023년 2월, 리빙카본은 조지아의 저지대 숲에 최초의 광합성 강화 포플러 나무를 심어 뉴욕타임즈의 헤드라인을 장식했습니다.

 

2023년 2월 리빙 카본이 조지아 숲에 광합성 강화 포플러 나무를 심고 있습니다.

이 숲은 유전자가 조작된 나무가 심어진 미국 최초의 숲입니다. 하지만 이 나무들이 숲에 어떤 영향을 미칠지, 유전자 조작된 나무의 새로운 유전자는 어디까지 퍼질것인지, 그리고 이 나무가 실제로 대기에서 더 많은 탄소를 소비할 수 있는지 아직 아무도 알지 못합니다.

리빙 카본은 이미 자신의 온실가스 배출을 상쇄하기 위해 비용을 지불하는 데 관심이 있는 기업들에게 새로운 숲에 대한 탄소 배출권 판매를 시작했습니다. 또, 그들은 앞으로 몇 년 안에 크레딧을 제공할 계획인 대기업과 협력하고 있습니다.

그러나 산림 및 나무의 광합성을 연구하는 학자들은 유전자 조작된 포플러 나무가 광고된 만큼의 탄소를 흡수할 수 있을지 의문을 제기합니다.

 

식물 유전학  연구의 단점  

식물 유전학 연구는 오랜 시간이 걸리는 과학적 작업입니다. 조건을 주의 깊게 제어할 수 있는 온실에서는 효과가 있지만 빛과 영양분, 그리고 다양한 외부 환경 조건 등 야외 환경에서는 효과가 없을 수도 있습니다.

유전자 조작 식물(GE)에 대한 실험 단계는 먼저 성공적인 온실 실험 그리고 그 다음은 현장 시험입니다. 현장시험은 유전자 조작 식물을 실제로 외부에서 어떻게 지내는지 관찰할 수 있는 시험을 말합니다.

현장 시험은 새로운 유전자가 야생으로 퍼질 수 있는 유전자표류를 최소화 하는 것을 원칙으로 합니다. 미국 농무부는 유전자 조작식물에 대한 규정을 갖고 있습니다. 기본적으로 번식할 수 있는 종에서 최대한 멀리 떨어져 심어야 하며, 때로는 번식을 막기위해 꽃을 제거하기도 합니다. 연구가 끝나면 현장확인을 통해 유전자 조작 식물의 흔적이 남아있는지를 확인해야 합니다. 리빙 카본은 이 규정을 준수하여 시험을 진행하고 있습니다.