갤러리
Communication
HOME > Gallery > Communication

미국-치명적 단백질을 이용해 경쟁하는 박테리아 군집

ecobgri | 2014.01.02 20:21 | 조회 1404

치명적 단백질을 이용해 경쟁하는 박테리아 군집



 

“사이언스 데일리 (Science Daily)”지 3월 28일자에 의하면 경쟁상태의 박테리아 군집들은 경쟁자를 궁지에 몰아넣기 위해 치명적인 화학물을 생산한다는 사실을 과학자들이 발견했다. 근처 군집의 성장을 중단시키고 세포의 일부를 죽임으로써 박테리아 군집들은 그 주변의 군집이 매우 가까운 관계에 있다고 하더라도 부족한 자원을 보존한다.

Panibacillus dendritiformis 균주.jpg

미국 샌디에고의 이론생물 물리학 연구소 (Center for Theoretical Biological Physics)의 수석 연구원이며 텔아비브 대학 (Tel Aviv University)의 물리학 교수인 에셀 벤-야곱 (Eshel Ben-Jacob)은 “이번 연구는 각 군집은 초개체 (또는 초유기체, superorganism)로 자체적인 특성을 갖는 다세포생물이라는 개념을 입증하고 있다”고 말했다. 이번 연구는 학술지인 “미국 국립과학원 회보 (Proceedings of the National Academy of Sciences)”에 발표되었다.

실험실 배양접시에서 박테리아인 “Paenibacillus dendritiformis” 군집은 모든 방향으로 세포들을 보낸다. 하지만 제한된 영양분이 존재하는 배양접시를 다른 박테리아 군집과 공유하도록 하면 두 개의 군집의 파생패턴은 한쪽으로 기울어져 두 가지 군집 사이에 공간을 남겨놓게 된다. 이 때 박테리아 군집의 성장을 중단시키는 먹이는 부족하지 않았다. 연구자들은 이 빈 공간에서 영양분을 발견했지만 이들은 또한 배양접시 다른 곳에서도 발견되지 않는 단백질을 발견했다. P. dendritiformis가 들어있는 깨끗한 배양접시에 순수한 단백질을 바르게 되면 다른 쪽에 모여있던 박테리아 군집의 움직임이 추춤하게 된다. 이 군집의 가장자리에 위치한 의심되는 단백질에 가장 가까운 위치의 세포들은 죽게 된다.

연구자들은 이 단백질의 이름을 “동족살해인자 (sibling lethal factor)”로 붙였다. 이 이름은 단일한 원래 박테리아 군집에서 파생되는 친족관계의 군집을 죽이는 현상을 설명하고 있으며 연구자들은 이 단백질을 만들어내는 유전자를 발견했다. 하지만 이 단백질을 만드는 유전자는 그 크기에 있어서 동족살해인자보다 2/3정도 크고 무겁고 무해했다. 연구자들은 일부 다른 인자들이 영향을 미치는 것으로 믿고 있다.

이 현상에 대해 추론을 하거나 무슨 일이 일어나고 있는가를 알아내기 위해 여러가지 실험적인 접근을 하는 대신에 벤-야곱과 그의 동료들은 새로운 모델을 만들었다. 벤-야곱은 “물리학에서 우리는 예측을 가능케하는 모델을 사용했다”고 말했다. 그는 생물학적 모델은 이미 알고 있는 문제를 담고 있다고 지적했다. 이 새로운 모델을 통해서 연구자들은 이 박테리아 군집이 경쟁을 시작하면서 완전한 크기의 인자가 좀더 작고 치명적인 형태가 되도록 정리시키는 요인을 찾았다. 이 인자는 특정한 단계에 이르기 전까지는 무해하거나 심지어 도움이 될 수도 있다. 과학자들은 P. dendritiformis가 성장을 촉진시키는 다른 단백질인 ‘서브틸리신 (subtilisin)’을 분비한다는 사실을 발견했다. 서브틸리신은 이미 잘 알려진 단백질로 상업적으로 사용되고 있으며 완전한 크기의 단백질을 경쟁하는 군집사이에서 발견되는 크기의 단백질 크기로 자르게 된다. 이 작은 조각들은 박테리아 세포를 열리게 하여 그 안의 내용물을 배양기에 흐르게 한다는 사실을 발견했다.

캘리포니아 주립대학 샌디에고 (UC San Diego)의 물리학 교수이며 이론생물 물리학센터의 공동디렉터인 허버트 레빈 (Herbert Levine)은 “자주 사람들은 무엇이 일어나고 있는가를 설명하기 위해 생물학자들이 시스템에 대한 특정한 발견을 넘어서는 메커니즘을 상상할 필요가 있다. 이번 연구에서 과학자들은 다음단계로 넘어가고 있다. 이들 연구자들은 가설로 생각한 역할을 하고 있는 화학적인 메신저를 발견할 수 있었다”고 말했다.

이런 전략은 아마도 부족한 자원을 위해 경쟁하는 다른 생물종과 공유할 수도 있다. 이것은 마치 사막의 생태계인 소노란 (Sonoran), 모하비 (Mojave) 그리고 치후아후안 (Chihuahuan) 사막에서 볼 수 있는 식물인 크레오소트 관목 (creosote bush)가 사용하는 전략이기도 하다. 크레오소트 관목은 다른 크레오소트 관목의 뿌리가 자라고 있는 토양에서는 자라지 않는다. 하지만 다른 사막의 식물의 뿌리가 나타나는 것은 전혀 문제가 되지 않는다. 이번 연구결과는 놀랍게도 관목들이 일정하게 거리를 두면서 충분한 영양분과 수분을 확보하는 것과도 연관된다.

사진설명: 두 개의 박테리아 군집이 경쟁하게 되면 독성물질을 배출하여 그 사이에 일종의 무인지대를 형성하게 된다.
출처: <사이언스 데일리> 2010년 3월 29일
원문출처:
A. Be`er, G. Ariel, O. Kalisman, Y. Helman, A. Sirota-Madi, H.P. Zhang, E.-L. Florin, S. M. Payne, E. Ben-Jacob, H. L. Swinney. Lethal protein produced in response to competition between sibling bacterial colonies.Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010; DOI: 10.1073/pnas.1001062107

2010-04-04 GTB에서 퍼왔 습니다.

twitter facebook me2day 요즘
121개(4/7페이지)
Communication
번호 제목 글쓴이 조회 날짜
61 BT와 만나는 지질학 : 메디컬 지질학(Medical Geology ecobgri 1179 2014.01.02 20:22
>> 미국-치명적 단백질을 이용해 경쟁하는 박테리아 군집 사진 ecobgri 1405 2014.01.02 20:21
59 중국-2050년 국가 과학기술 발전 전략 연구 보고서 발표 ecobgri 1301 2014.01.02 20:20
58 중국-과기부 세계 기후변화 대응 과학기술 프로젝트 가동 ecobgri 864 2014.01.02 20:19
57 일본-애기장대의 2차 대사산물 데이터베이스 사진 ecobgri 2268 2014.01.02 20:18
56 아시아 지역의 수은오염 현황 ecobgri 975 2014.01.02 20:18
55 중국-길림성 송화강 수질오염방지 11.5계획임무의 완성을 지시 ecobgri 1165 2014.01.02 20:17
54 수질과 토양에 초점을 맞추는 나사의 기술 사진 ecobgri 983 2014.01.02 20:16
53 멕시코-하나의 박테리아도 그룹의 지원없이 단독으로 행동할 수 있다?! ecobgri 941 2014.01.02 20:15
52 박테리아의 면역시스템 규명 사진 ecobgri 1010 2014.01.02 20:15
51 중국-청해성 환경법 위반 정리정돈실시 ecobgri 984 2014.01.02 20:13
50 중국-중금속오염 방지대책 제정에 박차 ecobgri 1383 2014.01.02 20:12
49 중국-‘국가 12차 5개년 에너지 계획’의 6대 중점 ecobgri 816 2014.01.02 20:11
48 영국-질소순환에 막대한 영향을 미치는 것으로 밝혀진 고세균 ecobgri 1323 2014.01.02 20:10
47 러시아-미르호 지구추락때 변종 박테리아 유입-러 과학자 경고 ecobgri 2307 2014.01.02 20:09
46 중국-상해시 음용상수원 생태보상제도 확정 ecobgri 836 2014.01.02 20:08
45 중국- 북경시 수질오염 중점기업12개 심사(펩시콜라) ecobgri 950 2014.01.02 20:07
44 음용수 중 6가 크롬산염의 잠재적 위험 ecobgri 1661 2014.01.02 20:06
43 광산페수 마실수 있는 물 - 미생물 ecobgri 1178 2014.01.02 20:05
42 중국-환경영향평가 초안 제정 ecobgri 859 2014.01.02 20:04