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병원균과의 처절한 전투에서 살아남은 0.0001% 미생물들

내성이 생긴 미생물들을 활용한 생물농약 개발 활발하게 진행중

이제 이레만 지나면 24절기 중 입하(立夏)에 접어들게 된다. 낮에는 여름 날씨인 것처럼 반소매 옷차림이 편하지만 밤이면 아직 한기가 느껴져 옷을 챙겨 입어야 한다. 연일 코로나-19 뉴스로 거리두기로 조심스럽게 지내다보니 어느새 4개월이 훌쩍 지나가 버렸다. 요즘은 코로나 백신에 대한 이야기가 많이 회자되고 있는데 코로나 바이러스에 감염되기 전에 미리 우리 몸으로 하여금 코로나 바이러스를 대비시키는 일종의 훈련인 셈이다.

 

훈련(訓練)이란 말은 어떤 일이 숙달되도록 되풀이하여 몸에 익혀놓는 과정을 말한다. 복잡한 현대 사회를 살아가는 우리 주위에는 훈련이 참 많다. 훈련소 때 가장 힘들었던 화생방 훈련부터 국가간 군사 훈련, 소방훈련, 민방위훈련, 가뭄대비훈련, 정전대비훈련, 재난대비훈련 등 그 종류와 수는 이루 말할 수 없이 많다. 그만큼 대비하고 준비해야 할 것들이 많은 세상이라는 것을 간접적으로 나타내는 것 같다. 그렇게 많은 훈련들을 몸에 익혀놓아야 실제 상황이 닥쳐와도 침착하게 위기를 대처할 수 있는 것이다. 외부에서 적이 쳐들어와도 평소에 훈련을 잘 받아놓았으면 당황함 없이 대처를 하여 이겨나갈 수 있다.

 

미리 병원균 침략에 맞서 대비 해놓는 예방접종

우리 몸도 훈련을 한다. 외부에서 처음 보는 병원균이 침입을 하면 어떻게 대응을 해야 할 지 몰라서 우왕좌왕하다 병원균에 의해 우리 몸이 함락될지도 모르기 때문에 미리 병원균 침략에 맞서 대비를 해놓는다. 그렇게 해서 병원균과 한번 싸워보면 그 다음부터는 병원균이 침입하더라도 한번 싸워본 전력이 있기 때문에 침착하게 대응을 하여 병원균을 물리칠 수 있는 것이다. 우리 몸에서 병원성 미생물들에 대하여 발생되는 일련의 훈련 경험을 면역력이라고 부른다. 예방접종이라는 것은 언제 쳐들어올 지도 모르는 적을 우리 몸에 약간만 넣어서 미리 싸워보려고 우리 몸과 병원균을 싸움시키는 것과 같다고 볼 수 있다. 일단 한번 싸워본 녀석들에 대하여는 어떻게 공격을 해야 하고 방어를 해야 하는지 알기 때문에 속절없이 함락당하지 않는 것이다.

 

 

병원균과 싸워보면 볼 수록 내성은 커져

면역력에 관하여 미생물은 우리 사람과는 좀 다른 것 같다. 사람은 다양한 병원균과 접촉하면서 다양한 면역력을 획득하는 반면 미생물은 일단 적과 부딪쳐서 이기지 못하면 죽는다. 미생물들은 병원균들과 싸워본 경험이 없기 때문에 속절없이 당할 수밖에 없다. 일단 적과 맞닥뜨리면 무조건 몸으로 부딪치는 것이다. 그렇게 병원균과 싸워서 99.999%가 죽어나갈 수도 있다. 99.999%는 거의 전멸한 것이나 마찬가지라고 생각할 수 있는 수치이다. 그러나 병원균과의 처절한 전투에서 가까스로 살아난 0.0001% 미생물들은 어찌되었든 그 병원균과 싸워본 경험이 생겨나 다음부터는 그 병원균에 대하여 맞짱을 뜰 수 있는 능력을 지니게 된 것이다. 이렇게 생긴 경험을 내성(耐性)이라고 하게 된다. 처음에는 99.999%가 사멸되었는데 두 번째 싸울 때는 99.9% 정도가 살아남고 3번째 싸울 때는 99% 살아남아 개체수가 점점 늘어나는 것이다. 그렇게 반복적으로 위부 위험 요소에 노출되다 보면 병원균의 침입에 견뎌 이겨낼 수 있는 능력이 생겨나 더 이상 병원균의 위협을 겁내하지는 않게 되는 것이다. 이렇게 내성이 생긴 미생물들을 활용하여 생물농약으로 개발하는 연구들이 활발하게 진행중이다.

 

특정 세균 주위로는 곰팡이가

얼씬도 못하는 모습을 확연하게 구분

토양 미생물을 분석하다 보면 세균 중에 곰팡이의 성장을 억제하는 녀석들을 어렵지 않게 관찰할 수 있다. 특히 친환경농업 토양에는 그러한 미생물들이 많이 관찰된다. 특정 세균 주위로는 곰팡이가 얼씬도 못하는 모습을 확연하게 구분할 수가 있다. 그런데 이러한 모습들을 관찰하면서 궁금한 점이 생겼는데 세균들이 곰팡이를 억제하기 위해서는 항생물질과 같은 특수한 물질을 분비할 텐데 이러한 물질을 항상 분비하고 있을까? 특정물질을 분비한다는 것은 많은 에너지와 물질 그리고 시간을 투입한다는 것인데 평상시에도 그런 물질을 계속 분비해 내고 있을까에 대한 의문이 생겨났다. 궁금한 것을 풀어내기 위해 몇 가지 실험을 진행시켰고 나름대로의 결론을 얻어내게 되었다.

 

적군이 되는 곰팡이를 함께 배양시켰을 때에는 세균이 항곰팡이 물질을 분비하지만 주위에 적 곰팡이가 없을 때에는 항균 물질을 분비하지 않는 것으로 실험 결과 판명이 되었다. 그럼 어떻게 세균이 주위에 적이 있는지 없는지를 알 수 있을까? 아직 정확한 경로는 규명되어 있지는 않지만 다른 연구자들의 보고에 따르면 곰팡이가 분비해내는 가스에 의해 항균 물질이 분비된다고 한다. 곤충병원성 곰팡이는 말 그대로 곤충을 병들어 죽게 하는 곰팡이를 일컫는다. 대표적인 것이 Beauveria bassiana라는 곰팡이가 있는데 액체배양보다는 고체배양을 해야 곤충에 대한 독성이 높다. 주로 진딧물을 방제하는데 특별한 효과가 있어서 산업체나 연구기관에서 생물농약으로 개발하고 있다. 진딧물의 표피 구성 성분인 키틴과 지방, 단백질을 분해해 낼 수 있는 특별한 능력을 지녔기 때문에 진딧물의 표피에 떨어지거나 접촉을 해야지만 살충 효과를 발휘할 수 있다. 현장에서 진딧물 방제를 하기 위해 B. bassiana를 살포하면 진딧물에 묻지를 않더라도 진딧물들이 슬금 슬금 피하여 도망하는 것을 관찰할 수 있는데 이러한 현상은 아마도 B. bassiana가 분비해내는 가스와 같은 신호물질을 진딧물들이 감지하고 피신하는 것은 아닌지 상상해 본다.



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