여는 글
1장 인류와 미생물의 만남
미생물의 정의/ 인류 역사 속의 미생물
2장 별나고 독특한 극한 미생물
미생물의 대사/ 극한 미생물/ 극한 미생물에 관한 세계 기록
3장 심해 열수구 미생물
심해 환경/ 심해 오아시스, 열수구/ 심해 고온성 미생물/ 심해 열수구 탐사 기술/ 한국의 심해 열수구 미생물 연구
4장 심해 미생물 NA1의 연구
심해 열수구 미생물의 분리/ NA1의 유전체 분석/ NA1의 단백질 연구
5장 인식의 틀을 바꾼 연구
NA1의 유전체 정보 분석/ 최소에너지 이론의 상식, 그 경계를 넘다
6장 해양 바이오수소 생산 기술 개발
수소에너지 생산 연구/ 바이오수소 생산의 원료물질 탐구/ 바이오수소 생산 미생물의 변신 일대기/ 산업현장에서 수소 생산을 실증하다/ 또 다른 도전: 실용화/ 바이오수소 연구의 미래상
닫는 글/ 참고문헌/ 그림 출처
깊은 바다 밑 열수구에서 찾은
초고온성 미생물의 착한 변신!
사람의 눈으로는 볼 수 없는 아주 작은 생명체, 미생물! 미생물의 크기는 흔히 마이크로미터(μm를 이용해 표기하는데 마이크로미터는 밀리미터(mm를 1000분의 1로 나눈 크기이다. 1마이크로미터보다 작은 크기부터 수백 마이크로미터에 이르는 크기까지 다양한 생명체들이 포함된다. 미생물은 지구상의 어디에서나 발견되며, 깊은 바다에 살고 있는 것들도 많다. 심지어 섭씨 400도나 되는 뜨거운 물을 분출하는 심해 열수구에서 생존하는 극한 미생물도 있다. ‘바다 밑의 오아시스’라고도 불리는 열수구는 심해저의 갈라진 틈으로부터 내부의 마그마에 의해 뜨거워진 물이 분출되는 곳이다.
2002년, 해양탐사선 온누리호를 이용해 남태평양 파푸아뉴기니 근처 1650미터 깊이의 열수구에서 해양과기원 소속 과학자들이 두 차례의 시도 끝에 시료를 채집하였다. 연구 팀은 곧바로 배 위에서 미생물을 분리해 배양을 시도하고 마침내 2개의 배양 용기에서 미생물이 자라는 것을 확인하였다. 당시 거의 불가능한 일로 여겼던 심해 열수구 생물 탐사와 미생물 분리에 성공한 것이다. 분리된 미생물 가운데 하나는 기존의 종들과는 차이가 있는 신규 종으로 알려졌고, 연구 팀은 이 종에 온누리호의 이름을 따서 서모코커스 온누리누스(Thermococcus onnurineus NA1이라 명명하였다. NA1은 ‘새로운 고균(Novel Archaea’이란 뜻이다.
NA1은 섭씨 60~90도의 높은 온도에서 성장이 가능하다는 특징만으로도 연구 팀의 관심을 끌었다. 열에 견디는 효소를 만들 수 있기 때문이다. 연구 팀은 NA1의 일부 유전자를 이용해 ‘DNA 중합 효소’를 개발했다. DNA 중합 효소란 유전자 소량을 대량으로 늘리는 데 반드시 필요한 물질로, DNA를 복제하기 전에 온도를 올리는 단계가 있는데 이때 DNA 중합 효소가 고온에서도 활발히 움직이며 특정 DNA 조각을 대량으로 복제한다고 한다.
해양과기원은 이와 관련한 원천 기
