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소금호수 미생물이 사는 방법






생물이 살지 않는 것으로 알려진 ‘사해(死海)’에 서식하는 극한미생물의 생존 방법이 밝혀졌다.

독일 프라이부르크대 미생물학과 이반 버그 박사팀은 사해에 사는 호염성(好鹽性) 미생물에서 지금껏 생명체에서 발견된 적이 없는 신진대사 경로를 발견했다고 과학학술지 ‘사이언스’ 지난달 21일자에 발표했다.

신진대사는 몸속에서 일어나는 모든 물질 변화를 뜻하는 것으로, 호염성 고세균 ‘Haloarcula marismortui '는 자신만의 방법으로 에너지를 합성하고 분해해 극한 상황에서 생존했다.

연구팀은 이 미생물이 선택한 대사 경로를 ‘메틸아스파르트산 회로’라고 이름 지었다. 이 미생물은 척추동물이나 다른 미생물이 신진대사를 할 때 쓰는 효소나 유전자를 갖고 있지 않았다. 이것은 자신만의 방법으로 에너지를 합성하는데 그 과정에서 소금이 세포 안으로 침투하는 것을 막는다.



박사팀은 “호염성 미생물이 에너지를 합성하면서 염분이 세포막 안으로 이동하는 삼투현상을 막기 때문에 소금이 많은 환경에서도 살 수 있는 것”이라고 설명했다.

H. marismortui 에는 특별한 점이 또 있다. 박사팀은 메틸아스파르트산 회로에 필요한 효소가 원시 박테리아에서 발견된 효소와 비슷하다는 것을 알아냈다. 이 미생물은 여러 종의 고대 호염성 미생물의 유전자를 조합해 신진대사에 관여하는 유전자를 새로 만들어냈다.

버그 박사는 “완전히 새로운 유전자를 창조하는 대신 이미 존재하는 유전자 여럿을 조합해서 유전자를 만드는 ‘진화적 땜질’이 더 쉽고 빠르다”며 “H. marismortui 가 소금이 많은 환경에서 살아남기 위해 유전자를 땜질해 새 대사 경로를 만든 것”이라고 설명했다.

미생물에서는 이처럼 생식에 의하지 않더라도 다른 개체나 종에서 유전자를 가져오는데 이를 ‘수평적 유전자 이동’이라고 부른다. 박사팀은 호염성 미생물에서 수평적 유전자 이동이 발견된 것은 처음이라고 밝혔다.

버그 박사는 “H. marismortui 같은 생물이 있다는 사실은 기존에 알려지지 않았던 생물이나 또다른 대사 경로가 발견될 수 있다는 뜻”이라고 덧붙였다.

 

 

 



최세민 동아사이언스 기자 july@donga.com



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