박테리아 연구소

산성 광산배수의 미생물 군집은 철과 황에서 에너지를 얻는 세균만으로 이루어지지 않는다. 광산 폐기물과 죽은 세포에서 나온 유기물도 계속 공급되며, 이를 처리하는 산성 종속영양세균이 필요하다. Acidiphilium cryptum은 당과 유기산을 탄소원으로 이용하면서 낮은 pH와 높은 금속 농도를 견디는 세균이다. 일부 균주는 산소가 부족하면 삼가철을 전자수용체로 사용해 이가철로 환원하기도 한다.표준 균주 Lhet2는 산성 석탄광산 물에서 분리됐고 1981년 새로운 속과 종으로 기재됐다. LPSN은 A. cryptum을 국제원핵생물명명규약에 따라 유효하게 공표된 정명과 Acidiphilium속의 기준종으로 수록한다. 표준 균주의 기탁번호는 ATCC 33463, DSM 2389, JCM 21277 등이다. ..

Ktedonobacter racemifer는 세균이지만 배양 접시에서는 곰팡이나 방선균과 비슷한 모습을 보인다. 가느다란 실이 가지를 치며 기질 속으로 퍼지고, 일부 균사는 공기 중으로 올라온 뒤 둥근 포자를 만든다. 그러나 리보솜 RNA와 유전체를 비교하면 전형적인 방선균 계통이 아니라 Chloroflexota문 안의 독립적인 계통에 속한다. 닮은 형태가 반드시 가까운 진화적 관계를 뜻하지 않는 사례다.표준 균주 SOSP1-21은 이탈리아의 숲 토양에서 분리됐고 2006년 새로운 계통의 사상성 포자형성 세균으로 보고됐다. 처음에는 Ktedobacter racemifer라는 철자가 사용됐으나 2007년 명칭이 검증되는 과정에서 Ktedonobacter racemifer로 교정됐다. LPSN은 교정된 이름..

Chroococcidiopsis thermalis는 건조와 강한 빛을 견디는 시아노박테리아로 자주 소개되지만, 이 문장에는 균주를 구분하는 작업이 필요하다. 사막 암석과 우주 모사 환경에서 시험된 Chroococcidiopsis 계통 중에는 CCMEE 029처럼 이 종과 유전적으로 구별되는 균주가 많다. 그 결과를 모두 C. thermalis의 능력으로 합치면 생존력을 과장하게 된다.종 자체는 1933년 인도네시아 수마트라의 온천 주변 담수 환경에서 기재됐으며, 시아노박테리아 명명 전통에 따라 식물명명규약의 적용을 받아 온 이름이다. LPSN은 Chroococcidiopsis속의 기준종으로 C. thermalis를 수록한다. 오늘날 분자 연구에 많이 쓰이는 PCC 7203은 독일 토양에서 분리돼 이 종으..

과학사에서 하버-보쉬법을 만든 하버는 너무나 유명하다. '공기로 빵을 만든 과학자'라는 그의 수식어 또한 질소 이용의 가치를 말한다고 볼 수도 있겠다. 공기 중의 질소를 이용한다는 것은 매우 어려운 것인데 질소 고정 세균들에 의해 이 일이 일어난다는 것은 생명체에겐 가치 있는 있는 일이다. 그런데 질소고정효소는 대기의 질소 기체를 암모니아로 바꾸지만 산소에 노출되면 금속·황 중심이 손상된다. 그래서 많은 질소고정 미생물은 산소가 적은 곳에서 살거나, 뿌리혹처럼 산소 농도가 조절되는 공간을 이용한다. Azotobacter vinelandii는 이와 달리 산소호흡을 해야 하는 절대호기성 세균이면서 공기 중에서도 질소를 고정한다. 산소는 ATP를 얻는 데 필요하지만 동시에 그 ATP를 사용할 효소를 망가뜨릴 ..

생명과학을 가르칠 때 재미있게 느꼈던 부분 중 하나는 세포내공생설 이었다. 즉 광합성이 가능한 세균과 공생하며 식물과 같은 생명체가 광합성이 가능해졌다는 말이다. 사실 빛을 이용하는 능력은 한 생물 계통이 오랜 시간 조금씩 만들어 온 고유한 특징처럼 보인다. 그러나 Gemmatimonas phototrophica는 광합성 장치에 필요한 유전자 묶음을 먼 계통의 세균에게서 수평적으로 전달받은 것으로 분석된다. 수평적 유전자 이동은 부모에서 자손으로 내려가는 유전과 달리, 서로 다른 생물 계통 사이에서 DNA가 옮겨지는 현상이다. 중요한 것은 유전자를 받은 사실만이 아니다. 새 숙주의 막과 대사, 유전자 조절 체계 안에서 그 유전자들이 실제로 작동하는 광합성 장치가 됐다는 점이다.표준 균주 AP64는 201..

막대 모양 세균이 유리나 한천 표면을 초당 약 2 마이크로미터 속도로 지나가는데, 몸 밖에는 회전하는 편모도 뻗었다 당기는 섬모도 보이지 않는다. Flavobacterium johnsoniae UW101이 보여주는 활주운동이다. 액체 속을 자유롭게 헤엄치는 운동과 달리 세포가 고체 표면에 닿아 있을 때 나타나며, 세포 표면의 접착 단백질을 움직이는 독자적인 장치가 추진력을 만든다.이 세균은 과거 Cytophaga johnsonae로 불렸고 1996년 Flavobacterium johnsoniae로 재분류됐다. 현재 LPSN에서 정명은 F. johnsoniae subsp. johnsoniae이며, 실험에 널리 쓰이는 UW101은 ATCC 17061, DSM 2064 등으로 기탁된 표준 균주 계통이다. 토양..

질산화는 오랫동안 두 종류의 미생물이 나누어 맡는 과정으로 설명됐다. 암모니아산화세균이나 고세균이 암모니아를 아질산염으로 바꾸면, 아질산염산화세균이 이를 질산염으로 산화한다는 구분이었다. 두 반응에서 모두 에너지를 얻을 수 있는 한 생물이 왜 전체 과정을 하지 않는지는 질소 순환의 오래된 질문으로 남아 있었다.2015년 이 빈자리를 채운 세균이 보고됐다. Candidatus Nitrospira inopinata ENR4는 암모니아만 공급한 무기염 배지에서 아질산염 단계를 거쳐 질산염까지 만들었다. 이러한 대사를 완전 암모니아 산화라는 뜻의 코마목스라고 부른다. 종소명 inopinata에도 ‘예상하지 못한’이라는 의미가 담겨 있다.명칭은 흔히 Nitrospira inopinata로 줄여 쓰지만, LPSN은..

생활하수와 축산폐수에 들어 있는 암모늄을 그대로 방류하면 하천의 산소가 줄고 부영양화가 심해질 수 있다. 기존 질소 처리에서는 먼저 산소를 공급해 암모늄을 질산염으로 산화하고, 이어 유기물을 넣어 질산염을 질소 기체로 환원했다. 그런데 Candidatus Kuenenia stuttgartensis는 산소와 유기물 없이 암모늄과 아질산염을 직접 반응시켜 질소 기체를 만든다. 이 같은 대사를 아나목스, 즉 혐기성 암모늄 산화라고 한다.이 계통은 아나목스 활성이 높은 독일 슈투트가르트의 살수여상 생물막을 분석하는 과정에서 확인됐다. 2000년 16S 리보솜 RNA 계통 분석을 바탕으로 Candidatus Kuenenia stuttgartiensis라는 이름이 제안됐고, 속명은 아나목스 연구에 기여한 미생물학자..

시아노박테리아는 광합성으로 주변 물의 화학 조건을 바꾸어 탄산칼슘이 세포 밖에 침전하도록 만들 수 있다. 스트로마톨라이트와 미생물암에서 발견되는 탄산염 구조도 오랫동안 이런 세포 외 광물 형성으로 설명됐다. 그런데 멕시코의 알칼리성 호수에서 세포질 안에 탄산염 알갱이를 만드는 시아노박테리아가 발견되면서 익숙한 설명에 예외가 생겼다.Gloeomargarita lithophora는 멕시코 푸에블라주의 알치치카호에서 채집한 미생물암 시료를 연구하는 과정에서 알려졌다. 미생물암은 미생물 군집의 성장과 광물 침전이 함께 만들어 낸 층상 구조다. 2012년 연구진은 현미경과 분광 분석을 이용해 이 세균이 세포 안에 칼슘·마그네슘·스트론튬·바륨을 포함한 비정질 탄산염 입자를 형성한다는 결과를 《Science》에 보고..

메탄을 산화하는 효소는 일반적으로 산소를 필요로 한다. 그렇다면 산소가 거의 없는 퇴적물에서 메탄을 소비하는 세균은 어떻게 첫 반응을 시작할까? Candidatus Methylomirabilis oxygeniifera는 주변에서 산소를 가져오는 대신 아질산염을 이용해 세포 안에서 직접 산소를 만드는 방식으로 이 문제를 해결한다.이 세균은 네덜란드의 담수 퇴적물에서 얻은 미생물 군집을 메탄과 아질산염이 공급되는 무산소 조건에서 농화배양하는 과정에서 연구됐다. 농화배양은 원하는 대사를 하는 미생물이 많아지도록 환경을 조절하는 방법이다. 연구진은 군집 안에서 메탄 소비와 아질산염 환원을 연결하는 세균을 확인했고, 2010년 유전체 분석과 동위원소 실험을 통해 세포 내부 산소 생산 경로를 《Nature》에 보고..