남세균 공생 신종 미생물 발견…녹조 제어기술 응용 기대 

◇ 남세균 공생미생물인 새로운 속의 신종 세균 암니모나스 아쿠아티카 발견

◇ 남세균의 성장을 낮추는 물질인 ‘루미크롬’을 생합성하는 유전자 갖고 있어 녹조 제어 기술에 응용될 수 있을 것으로 기대 

□ 환경부 소속 국립생물자원관은 최근 한강 수계에서 남세균 공생미생물인 새로운 속의 신종 세균 암니모나스 아쿠아티카(Amnimonas aquatica)를 발견했다고 밝혔다.  

 ○ 국립생물자원관과 전체옥 중앙대 교수 연구진은 지난해 3월부터 최근까지 ‘공생미생물 상호작용 기반 남세균 생장조절 유용성 탐색’ 연구 사업 중에 이번 신종 세균을 발견했다. 

□ 이번 연구는 남세균의 성장이 환경적인 요인뿐만 아니라 공생하는 미생물과의 물질교환 등 상호작용으로 제어될 수 있다는 점에 착안하여 추진됐다.

 ○ 남세균은 엽록소를 갖고 있는 짙은 청록색의 세균으로 세균 중 유일하게 산소를 생산하는 광합성 세균이다. 과거에는 남조류(blue-green algae)라고 불리며, 녹색식물로 간주했지만 원핵생물의 특징을 가지고 있는 독립된 세균이다. 

 ○ 부영양화 등 환경적인 이유로 남세균의 개체수가 급증하면 녹조 현상이 발생한다.

□ 연구진은 남세균과 공생하는 미생물을 분리하기 위해 한강, 대청호, 왕송저수지 등 8곳의 지역에서 시료를 확보하여 분석했다.

 ○ 분석 결과, 모든 시료에서 우점 남세균은 마이크로시스티스 에르기노사(Microcystis aeruginosa), 우점 공생미생물로는 리조비움 속(Rhizobium)과 슈도모나스 속(Pseudomonas)에 속하는 세균인 것으로 밝혀졌다. 

  ※ 우점: 우선적으로 혹은 우위를 점하여 환경에서 가장 많은 개체수를 이룬 군집(종)의 상태

□ 연구진은 확보된 시료의 미생물 중 1종이 새로운 속인 암니모나스(Amnimonas)에 속하는 신종 균주임을 확인했다. 

 ○ 신종 균주는 한강 행주대교에서 확보한 강물 시료에서 분리됐으며속명 암니모나스는 강물에서 발견된 생물체라는 의미를 갖는다.

 ○ 암니모나스는 계통학적으로 퍼루시디바카(Perlucidibaca) 속, 파라퍼루시디바카(Paraperlucidibaca) 속과 가장 가까운 관계에 있으나 유전자 염기서열 및 화학계통학적 특성이 달라 새로운 속으로 인정되었다.

  ※ 신종의 판단 기준: 기존의 공인된 미생물들과 16S rRNA 유전자 염기서열의 유사도 비교→ 16S rRNA 유전자 염기서열 유사도가 98.7% 미만이면 신종 후보종→ 분류학적 특성 추가 분석 후 논문 게재→ 표준미생물 국제등록(검증) 완료  

 ○ 연구진은 이번 신종에 대한 정보를 해외 미생물학 전문학술지인 ‘최신미생물학(Current Microbiology)' 4월호에 게재했다.

  ※ 최신미생물학(Current Microbiology): 미국에서 발행되는 세계적으로 인지도 높은 미생물학술지로 신규 세균의 정식 등록이 이루어지는 대표적 학술지

□ 또한, 이번 신종 균주의 유전체를 분석한 결과, 이 신종 균주가 루미크롬(Lumichrome)이라는 물질의 생합성 유전자를 가진 것을 확인했다.

 ○ 루미크롬은 조류(Algae) 등의 성장을 낮추는 물질로 알려져 있으며, 신종 균주 역시 루미크롬 합성 등을 통해 남세균의 생장을 낮출 수 있을 것으로 예측된다.

  ※ 루미크롬(Lumichrome)에 의한 마이크로시스티스(Microcystis) 성장 저해 효과는 환경미생물학회지(Environmental Microbiology) 2019년 2월호에 발표된 바 있다(G. Weiss 외)

 ○ 이에 따라 이번 연구결과는 추후 녹조 제어 및 바이오에너지 생산 등의 기술 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

□ 서흥원 국립생물자원관 생물자원활용부장은 “이번 신종 세균의 발견은 남세균 생장 조절과 공생 미생물의 상호작용을 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 생각하며 수생태계 보호를 위한 관련 연구를 지속적으로 추진할 계획”이라고 밝혔다.

(www.korea.kr)