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부여군, 지자체 최초 토착 미생물 자원화 사업 실행

부여군만의 토착 미생물 분리·공급 연구 진행에 귀추 주목

천문학 사상 최대 프로젝트로 우주의 기원과 탐사를 위해 사용될 거대한 망원경인 제임스웹 우주망원경(JWST)이 예 수님께서 이 땅에 태어나신 성탄절에 우주를 향해 쏘아 올 려졌다. 기존에 사용하던 허블 망원경보다 이번에 새롭게 쏘아 올린 제임스웹 망원경은 성능이 100배나 우수하고 지름이 6.5m, 방패막은 21m에 이르며 제작비용만 12조원 정도가 투입되 었다고 한다. 그런데 이렇게 커다란 망원경을 좁은 우주선의 제한된 공간에 실어서 발사시키려다 보니 망원경을 차곡 차 곡 접어서 쏘아 올려야만 했다. 앞으로 우주 공간에서 접혔던 망원경이 제 모습을 찾기 위해서는 50여 차례 동안 펼치는 작업이 진행되어져야 한다. 망원경이 목표 지점까지 도착하여 관측된 영상과 정보를 지구 에 보내기까지 344개의 과정을 거쳐야 한다고 하는데 만약에 하나의 과정에서라도 오류 가 발생하면 이번 프로젝트는 물거품이 되고 마는 것이다. 아무쪼록 이렇게 정교하고 첨 단 기술이 적용된 제임스웹 우주망원경이 무사히 안착되어 우주에 대한 이해가 더욱 넓어 지길 바란다.

 

반드시 있어야 하는 물질이 효소 또는 촉매

최첨단 망원경이 우주 공간에서 작동하기 위해 수 많은 단계를 거쳐 펼쳐지듯이 미생물들 도 생존을 위해서는 수많은 단계를 거쳐야만 기능을 발휘할 수가 있다. 가장 간단하고 쉬 운(?) 예를 들면 우리가 섭취한 밥은 우리 입안에서 씹히고 침에 의해 포도당으로 변하는 데 이 포도당이 우리 몸 안에 있는 세포로 전달되어 피루브산(pyruvic acid)으로 바뀐다. 피루브산은 그 다음으로 아세틸코에이로 변하고 그 다음에는 시트르산, 이소시트르산, 알 파케토글루타르산, 숙신산, 푸마르산, 말산, 옥살아세트산으로 순서대로 변하게 된다. 이렇게 복잡한 과정을 거치는 과정 중간 중간에 ATP라고 하는 생체 에너지가 쏟아져 나 오는 것이다. 말은 상당히 쉽게는 했는데 포도당이 마지막 옥살아세트산으로 변하기까지 저절로 되는 것은 절대 아니다. 모든 과정 중에는 반응을 원활하게 해주는 효소나 촉매가 반드시 필요하다. 만약에 반응을 성사키켜주는 효소나 촉매가 분비되지 않으면 반응은 중간에 멈추게 된 다. 우주망원경이 제대로 작동을 하기 위하여 344개의 과정을 거쳐야 하는데 혹시라도 277번째 과정에서 그 다음 과정으로 전개가 되질 못하면 결국에는 망원경이 제 역할을 못 하듯이 생물체도 똑 같다. 여러 단계를 원활하게 넘어가야 하는데 반드시 있어야 하는 물질이 효소 또는 촉매인 것이다. 주로 효소는 단백질로 구성되어 있고 촉매는 미네랄인 경우가 많다.

 

미생물의 종류는 수 없이 많다. 우리가 우주의 신비로운 현상에 대해 아직 모르는 것처럼, 미생물의 세계에 대해서도 아직 모르는 것이 너무 많고 탐구해야 할 분야 가 무궁무진하다. 현대의 문명과 과학이 발달을 거듭해왔지만 아직도 맛있는 송이버섯을 인공적으로 재배할 수가 없어서 비싸게 고, 농작물에 발생하는 흰가루병을 실험실에서 인 위적으로 배양을 해 낼 수가 없다. 그렇게 수없이 많고, 아주 작은 미생물들도 기능과 특 징들이 있어서 각자의 영역에서 나름대로 잘 먹고 살고 있다. 그중에 특별한 녀석들을 퍼 내어서 우리가 농업에 활용을 하는 것이다.  미생물들의 특징은 녀석들이 분비해낼 수 있 는 효소에 의해 결정이 된다. 이 녀석들이 어떤 효소를 분비하는지에 따라서 이 녀석들의 특징과 역할을 알 수 있는 것이다.

 

질소는 식물의 생장에 필수적인 성분이고 비료의 3요소 중 첫 번째로 중요한 물질이다. 그 런데 공기 중에는 질소가 78%나 차지하고 있는데 공기 중 질소는 식물의 입장에서는 전혀 쓸모가 없는 그림의 떡이다. 왜냐하면 공기 중에는 질 소 2개가 결합된 N2 형태로 존재하지만, 식물이 먹고 싶어 하는 것은 질소와 산소가 결합된 NO3와 같은 모습인 것이 다. 게다가 공기 중에 있는 질소들은 혹시라도 떨어질까봐 두려워 3중으로 단단하게 결합이 되어있어서 웬만한 힘으 로는 떼어 놓을수가 없다. 그러다 가끔 하늘에서 천둥 번 개가 쳐서 25,000℃ 이상의 고온에 접하게 되면 그제서야 단단하게 결합되었던 질소가 떨어지게 되는 것이다.

 

천둥 번개가 치면서 초고온에서만 깨지는 

질소 효소 하나로 반동강 내버리는 ‘질소고정세균’

그런데 미생물 중에 천둥 번개가 치면서 초고온에서만 깨 지는 콧대 높은 질소를 효소 하나로 반동강을 내버리는 녀 석들이 있다. 우리는 이런 녀석들을 질소고정세균이라고 부른다. 콩을 뽑아보면 뿌리에 혹처럼 달린 것을 볼 수 있는데 바 로 그 혹 속에 질소고정미생물들이 들어있다. 그래서 뿌리 혹박테리아라고도 부르기도 한다. 철은 미생물들의 성장 에 있어서 필수적인 성분이다. 사람도 철이 부족하면 빈혈 에 걸리곤 한다. 그런데 토양 속 철은 미생물들이 흡수하기 가 아주 까다로운 영양성분 중의 하나이다. 그러다 보니 철 을 잘 흡수하는 녀석들이 토양 생존력이 높다. 철을 잘 흡 수할 수 있는 능력을 사이데로포어(siderophore)라고 한다. 이렇듯 미생물들이 어떤 효소 분비 능력을 지니고 있는가 에 따라 그 녀석들의 특징이 정해진다. 일부 농민들 중에 는 미생물에 대해 만병통치식으로 인식을 하고 기대를 하 고 있지만, 미생물은 만능이 아니고 어떤 효소를 분비하고 어떤 조건에서 잘 자라는지를 밝혀내어 실용화를 하는 것 이 관건이다

 

굿뜨래 우수 농산물로 유명한 부여군은 농업기술센터를 통해 부여군 관내에 서식하고 있는 특징적이고 유용한 미 생물을 분리하여 농가에 공급하기 위한 연구에 착수를 했 다는 소식이 들려왔다. 금강변을 중심으로 시설원예농업이 발달해 있는 부여군의 박정현 군수는 세계 유네스코 문화유산과 더불어 부여군 농업 경쟁력 향상을 위하여 지자체로는 최초로 토착 미생 물 자원화 사업을 실행에 옮겼다. 부여군 관내 토양과 축 산 분뇨 등을 채취하고 미생물 분리 작업을 통해 지역 토 착 미생물이 선발되고 특허를 진행하는 한편 지역 농민들 의 생산성과 소득 증대에 큰 기여를 할 것으로 기대가 된 다. 이제까지 행했던 관행적 습관을 뿌리치고 부여군만의 토착 미생물을 분리하여 공급하겠다는 독창적이고 과감한 연구 진행에 귀추가 주목된다.





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