짠물서 사는 미생물의 비밀, 독도에 있다!

2013.03.06 00:00
소금기가 많은 바닷물에서도 잘 사는 미생물의 비결이 바로 독도에 있었다. 국내 연구진이 독도에 서식하는 해양미생물의 유전체 중 양분이 적은 환경에서도 에너지를 제공해 버틸 수 있도록 만들어주는 단백질을 발견했다. 김지현 연세대 시스템생물학과 교수팀은 윤정훈 성균관대 교수와 오태광 한국생명공학연구원장, 권순경 UST(한국과학기술연합대학원대학교) 박사과정 학생과 함께 ‘동해 독도’라고 불리는 독도의 해양미생물 ‘논라벤스 독도넨시스’에서 새로운 ‘미생물 로돕신(microbial rhodopsin)’ 단백질을 발견했다고 6일 밝혔다. 이 로돕신은 바닷물에서도 미생물이 잘 살 수 있도록 돕는 역할을 하는 것으로 규명됐다. 보통 영양분이 부족한 환경에 사는 미생물은 빛을 이용해 에너지를 얻는다. 이 과정에서 미생물 로돕신이라는 센서 단백질이 활용되는데, 대표적인 미생물 로돕신이 프로테오로돕신(proteorhodopsin). 이는 바닷물에 많은 수소 이온을 이용해 빛에너지를 생체에너지로 바꾸는 역할을 한다. 연구진이 이번에 ‘동해 독도’에서 새로 발견한 미생물 로돕신은 ‘아스파라긴(N)’과 ‘글루타민(Q)’으로 이뤄진 핵심부분을 가진 것으로 ‘NQ 로돕신’이라는 이름이 붙여졌다. 이 로돕신은 프로테오로돕신과 마찬가지 역할을 하면서 나트륨 대사에 특화됐다는 새로운 기능을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 이번 논문의 제2저자인 김병권 연세대 박사는 “전 세계 바다에서 확보한 미생물 유전체를 분석한 결과, 염도가 높은 곳에 사는 생명체에서 NQ 로돕신이 많이 발견됐다”며 “염도가 높은 조건에서 이 로돕신이 중요한 역할을 할 것”이라고 설명했다. 김지현 교수는 “미생물에서 나트륨 수송 단백질로 추정되는 로돕신이 발견된 것은 처음”이라며 “로돕신 유전자 외에도 물질 수송과 생화학 반응에 관여하는 여러 유전자를 확인하고 생체 대사네트워크를 재구성했다”고 말했다. 연구진은 앞으로도 ‘독도 한국’ 등 10종의 독도 미생물에 대한 유전체 서열을 추가로 확보하고, 이를 통해 독도와 동해의 유전자원이 지닌 가치를 계속 발굴할 계획이다. 이번 연구결과는 영국 옥스퍼드대 출판부가 발행하는 ‘유전체 생물학 및 진화Genome Biology and Evolution)’ 저널 3월호 표지로 선정됐다.

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