남극 고대 고세균의 미스터리: 기생 생물로 빠르게 숙주를 사멸시키다

Seoul과학자들은 남극에서 고대 미생물이 공격적인 사냥꾼임을 발견했습니다. 이 미생물인 고세균은 매우 염분이 높은 딥 레이크에 서식하며, 겨울 기온이 -20°C로 떨어져도 얼지 않습니다. 시드니 기술 대학교의 닥터 옌 리아오와 이안 더긴 부교수는 이 독특한 생명체를 연구하고 있습니다.

생명체의 세 주요 계열에는 고균이 포함됩니다. 다른 두 계열로는 박테리아와 막으로 둘러싸인 핵을 가진 생물인 진핵생물(식물과 동물)이 있습니다.

이 미생물들은 다른 두 그룹만큼 잘 알려져 있지는 않지만, 생태계에서 매우 중요한 역할을 한다. 이들은 기술 발전이나 오염 정화에 도움이 될 수 있는 특별한 화학적 과정을 가지고 있다. 이러한 미생물들은 온천, 심해 열수구, 사해, 남극과 같은 극한 환경에서 서식한다.

네이처 커뮤니케이션즈에 발표된 새로운 연구에 따르면 일부 archaea가 기생 생물처럼 행동하여 숙주를 빠르게 죽이는 것으로 나타났습니다. 이는 archaea에서는 이전에 관찰된 적이 없는 중요한 발견입니다. 이 미생물은 DPANN archaea라고 불리며, 크기가 매우 작고 대사 능력이 제한적입니다. 이들은 생존하기 위해 주로 다른 archaea를 포함한 숙주 미생물에 의존합니다.

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연구자들은 남극의 딥 레이크에서 고세균 샘플을 수집했습니다. Dr. 리아오와 그녀의 팀은 이러한 미생물을 연구하기 위한 새로운 방법을 개발했습니다. 그들은 특수 염료, 생체 형광 현미경, 전자 현미경을 사용하여 DPANN 고세균이 숙주와 어떻게 상호작용하는지를 관찰했습니다. Dr. 리아오는 숙주인 Halorubrum lacusprofundi와 기생 DPANN 고세균인 Candidatus Nanohaloarchaeum antarcticus를 염색했습니다. 이러한 염료는 레이저 빛 아래서 발광하여 연구자들이 오랫동안 미생물을 관찰할 수 있게 도와줍니다. 그들은 DPANN 기생체가 숙주 세포에 부착하고, 내부로 이동한 후, 결국 숙주 세포가 파열되는 과정을 관찰했습니다.

더긴 부교수는 포식자가 다른 생물을 먹고 나머지를 다른 생물이 이용할 수 있도록 남기기 때문에 생태계에서 중요하다고 설명했습니다. 이것은 먹힌 생물이 모든 영양분을 독점하는 것을 방지합니다. 연구에 따르면 DPANN 고세균은 우리가 예상했던 것보다 생태계에서 더 중요한 역할을 할 수 있습니다. 기생하는 것과 같은 그들의 생활 방식이 꽤 일반적일지 모릅니다.

리아오 박사는 의학과 기술 분야에 활용하기 위해 고세균을 연구하고자 한다. 고세균은 질병을 일으키지 않지만, 건강에 영향을 미칠 수 있다. 고세균은 가축에서 메탄가스를 생성하며, 이를 연구함으로써 기후변화에 대응하는 데 도움이 될 수 있다.

UTS, 왕립 네덜란드 해양연구소, UNSW 시드니, 케임브리지 MRC 분자생물학 연구소, 옥스퍼드 대학교 연구자들이 함께 연구를 수행했습니다.