합성생물학에서 여러 물질들이 섞여있는 것으로부터 순수한 물질을 추출하거나 다양한 용도로 물질을 만들어 내는 정유사의 석유정제와 유사한 방법으로 바이오매스(Biomass)를 처리하는 개념은 무엇인가요?
합성생물학
에너지, 석유대체 물질 및 고부가가치 대사산물을 대장균, 효모 등을 이용해 합성하는 데 적용될 수 있으며, 보다 장기적으로는 새로운 바이오 시스템 또는 인공생명체 설계 및 합성기술로 발전할 전망이다. 에너지 개발을 위한 슈퍼효소, 미생물을 이용한 초고감도 센서, 세포기능을 지시하는 유전자 논리회로 등 다양한 연구 분야에서 급속한 진전이 기대되고 있다. 특히 최근 들어서는 지구온난화와 화석자원의 고갈로 기존 산업체계에서 석유가 담당하던 역할을 재생 가능한 자원인 바이오매스로 대체하는 바이오 에너지 및 바이오 정제에 대한 관심이 높아지면서 합성생물학에 대한 관심도 더욱 높아지고 있다. 온난화 문제를 합성생물학이 완화시킬 수 있는지를 미국의 에너지국과 환경청은 모색 중이다. 
생물정제(Refinery)는 여러 물질들이 섞여있는 것으로부터 순수한 물질을 추출하거나 다양한 용도로 물질을 만들어 내는 정유사의 석유정제와 유사한 방법으로 바이오매스(Biomass)를 처리하는 개념이다. 정유사는 대략 1000가지 이상의 화합물들이 혼재되어 있는 석유에서 여러 가지 중요한 석유 화학 제품을 만들기 위한 순수한 원료들을 추출하고 이런 과정에서 휘발유, 등유, 디젤 등의 연료가 생산된다. 이 공정을 모방해서 바이오메스를 활용 가능한 화학물질을 정제하고 이 과정에서 에너지자원을 얻는 전환개념이 바로 생물정제이다. 생물정제에서는 하나의 바이오매스 공급 원료로부터 고부가가치 화학 물질을 순수하게 분지 정제해서 활용할 수 있을 뿐 아니라 가치는 조금 낮지만 많은 양을 얻어낼 수 있는 연료를 얻을 수도 있고, 전기에너지를 얻어서 판매하거나, 자체 내의 전력으로써 사용하는 등 다양한 공정으로 활용가능성이 열려있다.
유가급등과 석유자원 고갈, 그리고 기후변화에 따른 국제 환경규제로 인해 친환경 대체연료 사용을 확대하고자 이러한 에너지를 생산하는 합성미생물을 개발하는 연구가 주목을 받고 있다. 미국의 키슬링(Keasling)그룹을 비롯한 몇몇 그룹들이 수소가스를 대량으로 생산해낼 수 있는 미생물을 합성하는 생물학적 방법을 개발하려는 장기 프로젝트가 진행되고 있다. 이미 유전체를 화학적으로 합성하여 최소 유전체로만 이루어진 새로운 생명체를 만드는데 성공한 합성생물학의 선두 주자인 크레이그 벤터(J. Craig Venter)박사는 합성생물학을 통해 화석연료통 대신연료를 생산하는 미생물이 담긴 통을 장착한 자동차가 나옴으로써 유조선이 사라지는 세상이 올 것이며, 덩달아 지구온난화 문제도 해결될 것이라고 주장한다. 실제 미국 에너지 부 산하의 국가바이오에너지연구소(Joint BioEnergyInstitute, JBEI) 및 대표적인 바이오에너지 기업인 LS9사와 AMYRIS사 등은 합성미생물을 이용하여 에탄올, 디젤, 항공유 등을 생산하고 있으며 생산성을 높이는 단계에 있다.
백신에는 생백신(약독백신), 항원만을 분리 정제하여 만든 재조합 서브유닛 백신, 바이러스나 바이러스와 유사한 물질을 사용하는 바이러스 운반체를 사용하는 바이러스 백신, DNA백신이 있다. 이 중 합성생물학의 기술을 사용하여 생산이 가능한 DNA백신이 주목받고 있다. DNA백신은 쉽게 설계하고 품질이 우수하며 보존성 안전성이 우수하여 비용이 낮아 다양하게 활용되고 있다. 이 DNA백신은 다른 백신과 마찬가지로 체액 면역이나 세포내 면역을 유도할 수 있다. DNA가 세포 안으로 들어가 핵 안으로 들어가게 되면 mRNA가 만들어지고 이에 해당되는 단백질이 만들어지는데 단백질은 세포 내에서 파괴되어 일부는 바깥으로 분비되고 분비된 것은 B세포를 활성화 시켜 항체를 파괴하게 만들고 일부 부서진 조각들은 CTL과 같은 세포를 자극시켜서 세포 내 면역을 유도한다. 이는 임상, 면역, 치료에 사용된다. 감염성 질환이나, 암, 자가면역질환 또는 알러지에 사용되고 있다.
광합성
탄수화물은 다른 유기화합물을 만드는 데 쓰인다. 셀룰로스(cellulose), 지질(lipid), 아미노산의 전구물질로 사용되기도 하고 세포호흡(cellular respiration)의 연료로도 사용된다. 식물에서 저장된 에너지는 먹이 사슬을 통하여 이동한다. 세포호흡은 광합성과 반대로 포도당이나 다른 화합물을 산화하여 이산화탄소, 물, 화학 에너지를 생성한다. 하지만 광합성과 세포호흡은 반응이 일어나는 장소와 반응과정이 서로 다르다.