굽힘 힘: 사이아노박테리아의 유연성이 운동에 미치는 영향 연구 및 생명공학적 활용 가능성

소요 시간: 2 분
에 의해 Jamie Olivos
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남세균이 수중 환경에서 굽어지고 이동하는 모습.

Seoul시안박테리아는 지구에서 가장 오래된 생명체 중 하나입니다. 이들은 산소를 생성하는 데 기여했습니다. 일부 시안박테리아는 세포가 길게 연결된 사슬을 형성할 수 있습니다. 이런 사슬은 몇 개의 세포로 구성될 수도 있고, 1,000개 이상의 세포로 이루어질 수도 있습니다. 이러한 형태에서 시안박테리아는 이동할 수 있습니다. 스테판 카르피츠카가 이끄는 연구팀이 이를 연구했습니다. 그는 MPI-DS에서 근무하며 콘스탄츠 대학교의 교수로 재직 중입니다. 이 연구에는 바이로이트 대학교와 괴팅겐 대학교의 연구자들도 참여했습니다.

  • 힘이 가해지면 더 긴 필라멘트가 굽어지기 시작합니다.
  • 150마이크로미터보다 짧은 필라멘트는 곧게 유지됩니다.
  • 대부분의 남세균은 약 150마이크로미터 길이입니다.
  • 이러한 길이는 유연성을 가능하게 하여 외부 조건에 적응할 수 있도록 합니다.

이 연구에서, 연구자들은 박테리아를 채널로 유도하는 특수 칩을 사용했습니다. 박테리아는 그 후에 장벽에 부딪혔고, 이 테스트는 매우 중요했습니다. 이 실험은 박테리아 필라멘트가 특정 길이에서 구부러지고 꺾인다는 것을 보여주었습니다.

대부분의 남세균은 대체로 비슷한 길이를 가지고 있다고 카르피츠카가 말했습니다. 그는 남세균의 길이가 조금만 변해도 그들의 움직임에 영향을 미칠 수 있다고 덧붙였습니다.

이 연구에서는 남세균의 길이가 이동하는 방식에 중요한 역할을 한다는 것을 발견했다. 이러한 박테리아는 이동할 때 표면에 달라붙으며 섬모나 외부 추진기를 사용하지 않는다. 힘이 증가하면 더 많은 마찰을 발생시켜 이동을 돕는다.

시아노박테리아는 햇빛을 에너지원으로 활용합니다. 이는 생명공학에서 유망한 응용 가능성을 제공합니다:

  • 바이오솔라 컬렉터로 사용되어 바이오연료를 생산할 수 있습니다.
  • 탄소섬유와 유사한 두께의 필라멘트 구조로 인해 잠재력이 큽니다.
  • 빛에 의해 형태가 변경되는 적응형 바이오소재에 활용될 수 있습니다.

<강조>남세균의 이동</강조>을 이해하는 것은 그것이 기술에서의 활용에 영향을 미치기 때문에 중요합니다. 연구 결과는 그들의 길이가 어떻게 이동에 영향을 미치는지를 강조합니다. 비록 섬모나 다른 외부 부위를 통해 움직이지 않지만, 남세균은 여전히 효과적으로 이동할 수 있습니다.

오랜 시간 동안 시아노박테리아는 중요한 역할을 해왔습니다. 이들은 우리의 대기를 형성하는 데 도움을 주었습니다. 시아노박테리아에 대한 연구는 새로운 기술 개발로 이어질 수 있습니다. 이 연구는 바이오 태양광 수집기 및 새로운 재료 개발에도 기여할 수 있습니다. 그들의 크기와 이동 능력 덕분에 시아노박테리아는 다양한 용도로 활용될 수 있습니다.

연구는 필라멘트의 움직임, 특히 그것들이 어떻게 구부러지고 변형되는지를 조사했습니다. 이 발견은 새로운 기술 개발에 도움을 줄 수 있습니다. 또한, 시아노박테리아가 어떻게 이동하고 적응하는지에 대해 많은 것을 배웠습니다. 그들의 특성은 미래의 응용에 유용할 수 있습니다.

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연구는 여기에서 발표되었습니다:

http://dx.doi.org/10.7554/eLife.87450.3

및 그 공식 인용 - 저자 및 저널 포함 - 다음과 같습니다

Maximilian Kurjahn, Antaran Deka, Antoine Girot, Leila Abbaspour, Stefan Klumpp, Maike Lorenz, Oliver Bäumchen, Stefan Karpitschka. Quantifying gliding forces of filamentous cyanobacteria by self-buckling. eLife, 2024; 12 DOI: 10.7554/eLife.87450.3
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