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사람과 가장 가까운 생물! ‘미생물의 발견’

  • 2015.07.30.
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미생물발견

 

인류는 농사를 짓고 정착생활을 시작하면서 자연스럽게 음식을 저장해 먹게 됩니다. 그런데 저장한 음식은 시간이 흐를수록 모양과 냄새가 이상해졌고, 먹은 후에 통증을 일으키게 됩니다.

그러던 어느 날 아주 우연한 기회에 맛이 변한 음식을 먹게 되는데 멀쩡할뿐더러 고유의 풍미를 느낄 수 있을 정도로 맛이 좋아지는 것을 발견합니다. 이러한 것을 부패와 발효라고 하는데요. 어떻게 이러한 현상의 일어나게 되었을까요?

우리는 흔히 크고 작은 여러 생물을 주위에서 쉽게 볼 수 있습니다. 하지만, 눈에 보이지 않는 생물도 우리 곁에 존재하며, 앞서 사례처럼 다양한 곳에서 무척이나 지대한 영향을 끼치고 있습니다.

이렇게 보이진 않아도 우리 주위에 존재하는 바로 ‘미생물’에 대하여 알아보는 시간을 가지려 합니다.

 

미생물발견

 

◆ 미생물의 발견

보통 우리는 미생물이라면 건강에 해로운 병원균만을 많이 떠올립니다. 그래서 미생물이라면 더럽고 위험하다는 인식을 많이 가지곤 합니다. 그러나 우리가 먹고 있는 발효음식 등에 있는 유산균은 우리 몸에 매우 이로운 미생물이기도 합니다.

학자들은 지구 상에 존재하는 미생물 중 우리가 분리해서 배양하고 있는 미생물은 1%도 되지 않는다고 추정하고 있습니다. 그만큼 미생물에 대해서는 아직 새로 발굴하고 연구해야 할 미지의 분야가 많이 남아 있다는 말인데요. 미생물은 어떻게 처음 발견되었을까요?

미생물의 발견은 현미경의 발견과 연관되어 있습니다. 안톤 판 레이우엔훅이 처음으로 단식 현미경으로 미생물을 관찰한 후 전자현미경의 개발까지 현미경의 발전은 미생물학의 발전을 이끌어 왔다고 할 수 있습니다.

오늘날의 미생물 순수배양은 파스퇴르에 의해 가능해졌으며 이제 150여 년의 역사를 가지고 있습니다.

 

◆ 미생물의 종류 첫 번째, ‘원핵미생물’

미생물은 ‘원핵미생물’‘진핵미생물’로 나눌 수 있습니다.

‘원핵미생물’은 핵산을 둘러싸고 있는 핵막이 없고, 핵산이 세포질 내에 존재하는 것으로 대부분이 단세포로 이루어져 있으며 세균, 고세균 등이 포함됩니다.

이와 대응하여 막으로 둘러싸인 핵을 가진 ‘진핵미생물’에는 곰팡이, 효모 등이 포함됩니다. 지금부터는 대표적인 미생물 종류에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

첫 번째로는 ‘세균’입니다. 세균은 우리가 살고 있는 어느 곳이나 존재하며, 우리의 일상과 밀접한 관계를 가지고 있습니다. 세균은 우리 몸에 질병을 일으켜 인간에게 해로운 존재로 많이 인식되지만, 실제로는 인간에게 도움이 되는 유익한 균으로서도 널리 이용되고 있습니다.

서양에서는 오래전부터 유산균이라는 세균을 이용하여 치즈나 요구르트 등 발효식품을 만들어 왔습니다. 동양에서는 나라마다 다양한 발효식품을 먹어왔습니다. 우리의 대표적 발효식품인 김치, 된장, 젓갈 등에는 유산균과 같은 많은 유익균이 작용하여 맛있는 발효가 일어나는 것입니다.

그 외에도 항생물질, 비타민 등 유용물질을 생산하는데도 널리 이용되며, 폐수처리 등 환경오염의 생물학적 복원에도 이용되고 있습니다. 또한 세균의 유기물 분해능력은 지구 상의 모든 물질순환에 주요한 역할을 하고 있습니다. 광합성을 하는 미세조류인 남조류도 분류학적으로는 세균에 포함됩니다. 남조류는 녹조현상과 같은 환경문제와 깊은 관련을 가지고 있어서 이에 대한 연구도 가중되고 있습니다.

다음 ‘고세균’은 높은 온도, 높은 압력, 높은 염도 등 극한 환경에서 잘 자라고, 메탄생산 등 아주 오래전의 지구와 유사한 환경으로 추정되는 환경에서 자라는 종이 많습니다. 때문에 고세균이라는 이름을 갖게 되었습니다.

이렇게 극한 환경이라는 서식지 특성 때문에 특이적 활성을 보이는 효소를 가지고 있는 것으로 알려져 있으며, 이런 효소를 이용하여 바이오 에너지 생산, 환경정화, 식품 및 제약산업 등 다양한 분야에 활용하려는 연구 노력이 커지고 있습니다.

 

미생물발견

 

◆ 미생물의 종류 두 번째, ‘진핵미생물’

이제 진핵미생물인 효모로 넘어가 보도록 하겠습니다. 효모는 우리에게는 전통발효식품인 막걸리와 같은 주류발효의 주균으로서 널리 알려져 있습니다. 그 외에도 빵, 와인 등을 만드는 주요 미생물로 발효식품 산업의 주요 균주입니다.

또한 효모 그 자체가 단백질원으로서 가축의 사료로 이용되기도 합니다. 효모는 가장 단순한 형태의 진핵생물로서 인간의 세포주기와 비슷한 면을 보여주고 있는데, 이 때문에 진핵생물에서의 DNA복제, 세포분화 등 다양한 연구가 효모를 이용하여 이루어져 왔습니다.

또 다른 진핵미생물로는 곰팡이가 있습니다. 곰팡이는 실 같은 균사체의 본체를 가지고 있는 사상균을 말하는데, 효모, 버섯과 함께 분류학적으로 보면 균류에 속합니다. 대부분의 곰팡이는 습기가 많은 환경에서 잘 자랍니다. 곰팡이도 세균과 마찬가지로 유기물을 분해하는 분해자의 역할을 하고 있습니다.

우리가 잘 알고 있는 페니실린이라는 항생물질은 푸른 곰팡이가 생산하는 것입니다. 이처럼 곰팡이도 유용물질 생산 등에 널리 이용되고 있습니다.

 

지금까지 살펴본 것처럼 미생물은 병원균 또는 유익균의 양면을 가지고 우리 삶과 깊숙이 관련되어 있습니다.

현재 우리는 메르스 같은 새로운 감염 질병에 맞서 싸우기 위해 다양한 생물자원으로부터 유용물질을 얻으려는 연구 노력을 집중하고 있으며, 그 대표적인 후보로서 미생물자원을 이용하려는 다양한 노력이 계속되고 있습니다.

제2차 세계대전에서 많은 병사를 구해낼 수 있었던 페니실린처럼, 미래의 질병 퇴치 등 우리 삶의 질을 높여줄 새로운 금광으로서 미생물이 활용되기를 기대해 봅니다.

 

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