돌안의 물을 먹고 사는 시아노박테리아

[파이낸셜뉴스] 미생물이 극한의 환경을 극복하고 생명을 유지하는 메커니즘이 밝혀졌다. 이 연구결과는 사막처럼 물이 많지 않은 곳에서 생존할 수 있는 방법을 보여주고 있다.

미국 캘리포니아 대학교 어바인 캠퍼스(UCI)는 재료공학부 데이비드 키사일러스 교수가 사막 현장과 실험실 연구를 통해 시아노박테리아가 열악한 환경에서도 살아남는 메커니즘을 밝혀냈다고 5일(한국시간) 발표했다.

연구진은 시아노박테라아가 수분을 섭취하기 위해 유기산이 들어 있는 얇은 점막을 분비하면서 광부들처럼 바위 속으로 들어가는 것을 발견했다.

시아노박테리아는 석고를 특정 방향으로 관통하는 데 산을 사용했다. 칼슘과 황산염 이온의 면 사이에 존재하는 물에 더 쉽게 접근할 수 있는 특정 평면을 따라 관통한 것이다. 이렇게 시아노박테리아가 석고에서 물을 흡수하고 나면 석고는 수분이 없는 무수광물로 변했다.

키사일러스 교수는 "미국 육군연구소가 미생물 연구를 통해 사막 한가운데 있든 다른 행성을 탐사할 때든 가장 혹독한 상황에 대처할 수 있는 방법을 찾아주기를 원했다"고 말했다.

존스홉킨스대 생물학과 조셀린 디루지에로 교수는 지구상 가장 건조한 곳 중 하나인 칠레 북부의 아타카마 사막에서 시아노박테리아가 들어있는 작은 석고조각들을 잘라내 키사일러스 교수에게 재료 분석을 의뢰했다.

연구진은 전 세계 사막에서 발견되는 시아노박테리아인 크루코시다이옵시스와 수분이 함유된 황산칼슘 기반 광물인 석고의 상호작용을 집중적으로 연구했다. 시아노박테리아는 아타카마 사막의 뜨거운 햇빛과 극도의 건조함, 엄청난 바람으로부터 보호해 주는 얇은 암석층 아래에 존재한다.

UCI 재료 공학과의 박사후연구원인 웨이 황이 아타카마 사막에서 수집한 석고 샘플에서 무수염과 시아노박테리아 농도의 데이터를 발견했다.

디루지에로 연구팀은 이 미생물들이 두가지 다른 조건하에 서식하도록 0.5㎜ 크기의 암석을 만들었다. 하나는 습기가 많은 곳, 다른 하나는 완전히 건조된 곳이었다. 실험결과 습기가 많은 곳의 석고는 무수물 단계로 변하지 않았다.

키사일러스 교수는 "습기가 많은 환경에 있는 시아노박테라아는 바위에서 물을 흡수하지 않았다."고 말했다.

국제학술지 '미국국립과학원회보'에 공개된 이번 연구는 리버사이드 캠퍼스(UCR), 존스 홉킨스 대학교 연구진이 협업을 통해 진행됐다.

[e-mail] 김만기 기자