[사이언스] 이성근 교수 연구팀, “해양 고세균과 바이러스 상호작용 규명했다”

특허뉴스 염현철 기자 | 기사입력 2019/07/16 [18:22]

[사이언스] 이성근 교수 연구팀, “해양 고세균과 바이러스 상호작용 규명했다”

특허뉴스 염현철 기자 | 입력 : 2019/07/16 [18:22]

 

▲ 고균의 해양 생태계의 물질순환 모식도_ 해양 고균은 독립영양미생물로써, 암모니아를 산화시켜 에너지를 얻고, 이산화탄소를 고정시켜 유기물을 만드는 역할을 한다. 암모니아 산화 과정에서 N2O(아산화질소)를 생산하여 온실효과를 유발하는 주요 미생물이다. 바이러스에 의해 감염된 고균은 유기물 및 비타민 B12와 같은 다양한 물질을 방출하고, 질산화와 N2O(아산화질소) 생산이 감소함으로써, 생태계의 물질 순환에 중요한 역할을 할 것으로 추정된다     © 특허뉴스

 

지구상에 가장 많은 3대 미생물 중 하나는 고세균이다. 고세균(archaea, 고균)은 세균과 같이 핵이 없는 원핵생물이나, 유전적 측면에서 세균과 상이한 특성을 가지고 있는 생물군이다.

열수구, 유황온천 등 극한 환경부터 일반 환경까지 다양한 곳에 서식한다. 특히 해양 생태계 전체 미생물의 약 30%를 차지하고 있으며, 해양에서의 탄소 및 질소 순환에 핵심적인 역할을 한다고 알려져 있다.

 

해양 환경에서 중요 기능을 하는 미생물을 연구하기 위하여, 최근 이들의 군집과 활성을 조절하는 바이러스의 존재가 학계의 관심을 받고 있다. 그러나 해양 고세균의 바이러스로 추정되는 유전자만 보고되었을 뿐, 바이러스의 실체는 아직 밝혀지지 않았다.

 

 

충북대학교 이성근 교수 연구팀이 서해 해수에서 지구생태학적으로 매우 중요한 기능을 하는 고세균을 감염시키는 바이러스의 분리에 성공했으며, 해양 고세균과 바이러스의 상호작용을 규명했다고 16일 과학기술정보통신부은 밝혔다.

이 연구 성과는 국제학술지 '미국국립과학원회보(PNAS)' 716일에 게재되었다.

 

▲ 해양 고균을 감염시키는 바이러스_ 해양 고균을 감염시키는 레몬(방추사)형태의 바이러스를 투과전자현미경을 통해 관찰한 사진(왼쪽). 감염 후 새로 생산된 바이러스가 숙주의 표면에 붙어 있는 것을 관찰할 수 있다(오른쪽). 박테리오파지의 용균성 생활사와는 달리 새로 생산된 바이러스가 숙주에 붙어 있는 현상은 매우 특이한 현상으로 보여진다     © 특허뉴스

 

연구팀은 서해 해수에서 특정 계절에 특이적으로 고세균의 개체수가 증가한 것을 관찰하고, 이를 토대로 이 지역 해수로부터 바이러스를 분리하는 데 성공했다.

 

연구결과, 해양 고세균이 바이러스에 감염되면 질소의 산화작용이 멈추고, 유기물이나 비타민 B12 등을 방출한다. 특히 숙주세포를 용해시켜 방출되는 다른 바이러스와 달리, 이 바이러스가 증식하면 마치 혹처럼 튀어나와 분리되는 출아법으로 방출되는 것도 밝혀졌다.

 

이성근 교수는 해양에서 우점하고 있는 고세균을 감염시키는 바이러스의 발견을 통해 지구의 물질 순환을 이해하는 기반을 마련하였다, “극한 환경에 존재하는 것으로 알려진 방추사(레몬) 형태의 바이러스를 발견함으로써, 향후 기후변화 예측에도 선도적으로 기여할 것이다라고 기대를 밝혔다.

 

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