All about Biotechnology, 바이오텍의 모든 것

아직도 많은 책에서 생육 최적온도가 가장 높은 미생물은 Pyrolobus fumarii 이야기를 많이 합니다. 초고온균의 아버지라고 불리우는 Karl O Stetter 박사팀이 대서양 열수구에서 발견한 이 아키아는 섭씨 113도까지 생육이 가능하죠. 하지만 그 기록이 2003년에 깨졌는데 그 균이 바로 Strain 121입니다. 메사추세츠 대학 데렉 러블리 (Derek Lovley) 교수팀이 발견한 이 균주의 생육 최고온도는 무려 섭씨 121도. 우리가 보통 autoclave로 살균을 할 때의 온도입니다. 실제로 autoclave를 해도 죽지 않았고 121도에서 doubling time이 24시간이라고 하는 군요. 이 균도 아키아로서 계통학적으로 가장 가까운 종류가 Pyrodictium occultum ..

2. 세균성 극한미생물들 자연계에는 매우 다양한 고온성, 저온성, 호염성, 호산성, 호알칼리성 등등의 극한성 세균들이 존재하는데 이들은 어떤 특정의 계통학적 위치를 차지하지는 않는다. 그러나 계통학적으로 아키아와 가장 가까운 위치를 차지하는 미생물이 Thermotoga와 Aqufax 이다. 여기서는 이 두 종의 미생물들과 자연계에서 가장 흔하게 발견되는 대표적인 극한성 세균들의 특성에 대해 알아보도록 하겠다. 1) Thermotoga maritima 이탈리아 불캐이노 지열지역 (geothermal area)에서 발견된 Thermotoga maritima는 가장 대표적인 초고온성 (최적온도 80C) 혐기세균이다. 전체 ORF의 24%가 아키아 유전자와 유사하기 때문에 아키아와 수평 유전자 이동 (later..

(사진출처: 한겨레신문) 오늘 자 한겨레신문에 재미있는 기사가 실렸습니다. 뭐 이미 사이언스에서 다루었던 cellulosic ethanol에 대한 내용인데요. 덴마크의 "바이오가솔"이라는 회사를 방문해서 쓴 기사인가 봅니다. 기사에서는 "덴마크공대 구내에 위치한 이곳은 이른바 ‘제 2세대 바이오에탄올’을 생산하는 세계 최초의 공장"이라고 하는데 정말인지는 잘 모르겠습니다. 기사에 따르면 "덴마크공대 비르깃 아링 교수는 지난해 차세대 바이오에탄올 생산법을 개발한 뒤, 직접 이 벤처기업을 차렸다"는데 이미 지난 번 포스트에서 봤듯이 미국에선 6개 회사에 DOE의 펀드를 받아 상업적 생산에 들어갔거든요. 아무튼 "이 회사가 바이오에탄올을 만드는데 쓰는 원료목록에는 이밖에 볏짚, 밀집, 버드나무, 옥수숫대, 당..

제 2 장. 극한미생물 (아키아)의 분류 및 특성 미생물의 분류는 시간이 지남에 따라 새로운 미생물이 발견되면서 계속적으로 변하는 학문이다. 또한 분류방법도 생육 특성이나 형태학적인 방법부터 분자생물학적 방법을 이용한 계통분류에 이르기까지 다양한 방법이 있다. 게다가 극한미생물은 계통학적으로 다양한 종에 걸쳐 존재하기 때문에 그 분류가 쉽지 않고 그 생육 특성에 따라 분류하는 것은 생육 조건 이외의 다른 공통적인 특성을 찾기가 상당히 어려운 경우가 많다. 따라서 이 장에서는 현재 가장 많이 사용되는 우즈의 3 도메인 분류법 (Archaea, Bacteria, Eukarya)에 따라 극한미생물과 거의 동의어처럼 사용되는 아키아의 분류학적 특성에 대해 주로 살펴보고 세균 및 진균성 극한미생물들에 대해 간단히..

4. 극한미생물 연구 단체 및 학회들 4.1. 학술 단체 및 저널 현재 극한미생물학에 관련된 학술 단체는 가장 대표적인 국제극한미생물학회 (ISE, The International Society for Extremophiles)를 들 수 있다. 1996년 포르투갈에서 첫번째 극한미생물 컨퍼런스를 개최한 것을 계기로 1997년 극한미생물을 연구하는 학자들이 모여 저널 "Extremophiles"을 창간하였다. 그리고 그 에디터들을 중심으로 2002년 학회로 재구성한 단체이며 기존의 극한미생물 컨퍼런스를 이어받아 2년에 한번씩 국제 학회를 개최하여 극한미생물 연구의 중심이 되고 있다. 저널 "Extremophiles"의 편집장이었던 호리코시가 1대 회장을 역임하였고 현재는 가로 안트라니키안 (Garo Ant..

3. 극한미생물 연구의 발전과 Archaea 3.1. Archaebacteria의 등장 극한 조건에서 생육하는 미생물들이 점점 보고됨에 따라 많은 극한미생물들이 일반적인 세균과는 다른 형태와 성질을 갖고 있다는 것이 보고되기 시작하였다. 특히 호염균 (Halobacterium)을 중심으로 그 세포벽의 형태가 기존에 보고된 세균의 세포벽 (펩티도글리칸)과는 차이가 있다는 사실이 1960년대 후반부터 밝혀졌다. 1970년대 초에 브록이 90°C가 넘는 온도에서 생육하는 초고온균을 발견하고 1972년 그렉 자이커스 (J. Greg Zeikus)가 메탄생성균이면서 고온균인 Methanobacterium thermoautotrophicus (후에 Methanothermobacter thermautotrophicu..

극한미생물을 이용한 최대의 연구는 바로 PCR입니다. 개발자인 캐리 멀리스 (Kary B. Mullis)가 노벨상까지 탓죠. 그가 노벨상을 받은 1993년이 제가 처음 PCR을 직접 해본 그 해 입니다. 당시 학과에 한 대 밖에 없는 PCR 기계의 사용법을 배우고 혹시라도 극미량의 DNA가 오염될까봐 손에 비닐 장갑을 끼고 난리를 치던 생각이 나는군요. 멀리스는 Thermus라는 고온성 세균을 이용했지만 최근에는 Pyrococcus나 Thermococcus류의 Thermococcales의 DNA polymerase를 많이 이용합니다. DNA 증폭시 에러의 확률이 훨씬 낮기 때문이죠. 그런데 오늘 네이처지에서 오는 스팸메일의 제목이 바로 이 포스트의 제목과 같았습니다. "Extremely fast and ..

2. 극한미생물 연구의 시작 2.1. 고온균 연구의 시초: 고온성 간균 및 방선균 최초로 동정된 극한미생물은 고온성 간균인 Geobacillus stearothermophilus로 알려져 있다. 1879년 프랑스 세느강에서 분리된 이 간균은 1920년 동크 (Donk)에 의해Bacillus stearothermophilus로 명명되었으며 2001년 종(Genus) 이름이 Bacillus 에서 Geobacillus로 바뀌었다. 고초균이라고 불리우는 Bacillus는 토양 및 공기중에 가장 많이 존재하는 미생물의 하나로서 다양한 생육특성을 보이는데 이후 다양한 고온성, 호알칼리성, 호산성 Bacillus가 존재하는 것이 밝혀졌다. 또한Bacillus와 같은 토양미생물인 방선균에서도 고온성 미생물들이 밝혀졌는..

제 1 장. 서론, 극한미생물학의 역사 우리가 살고 있는 지구상에는 다양한 자연 환경이 존재하고 거의 어느 곳에나 예외없이 그 곳에서 서식하는 미생물이 또한 존재한다. 과거에는 영하 60도 이하의 남극지방이나 섭씨 100도를 넘는 심해저 열수분화구 주변의 환경은 생물이 살 수 없는 환경이라고 여겨졌으나 최근 다양한 연구 방법을 통해 극한 환경에서 사는 미생물을 분리, 동정해내기에 이르렀고 이제는 그러한 극한 환경에서 생육하는 미생물과 그 단백질, 또는 유전자등을 이용하여 산업에 응용하기도 하는 실정이다. 하지만 미생물학의 역사를 짧게 보아 파스퇴르 이후의 150여년으로 보았을 때 극한미생물학의 역사는 40년 정도의 짧은 역사를 가지고 있으며 본격적으로 연구가 진행되어 온 것은 20년이 채 되지 않기때문에..

이 카테고리의 글은 제가 공부한 "극한미생물학"을 정리하고 국내에 소개하기 위해서 쓰고 있는 책의 일부입니다. 물론 언제 완성이 될지는 모르겠습니다만 "극한미생물학(저술중)" 카테고리의 글들은 퍼가지 말아주세요. 링크나 다른 사이트에 소개하시는 것은 상관없습니다.