기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주선 클린 룸에서도 살아남는 독종 박테리아 ?




 일부 박테리아들은 아주 극단적인 환경에서도 생존이 가능합니다. 하지만 Tersicoccus phoenicis 만한 '독종' 은 찾아보기 쉽지 않을 것 같습니다. 이 독특한 박테리아는 어디에서 진화했는지는 알 수 없지만 온갖 소독이 행해지는 우주선 조립을 위한 클린룸에서만 발견되기 때문입니다.  


 인공위성이나 우주 탐사선을 조립하기 위한 클린룸은 가장 높은 수준의 소독과 청결을 요구합니다. 작은 먼지나 곰팡이가 수억 달러 짜리 우주 탐사선을 못쓰게 만들수도 있기 때문이죠. 특히 화성 처럼 일부 박테리아들이 살수 있을 것 같은 환경에서는 더 철저한 소독이 필요한데 잘못해서 화성에 지구 미생물을 침투시킬 수도 있기 때문이죠. 그러면 나중에 화성에서 발생한 미생물이 자체적으로 생긴 것인지 지구에서 이식된 것인지 혼동이 올 수도 있습니다.  


 아무튼 우주선 조립을 위한 클린룸은 최고 수준의 소독과 공기 여과가 이뤄집니다. 화학 소독은 물론 자외선 소독, 건조 등의 과정을 거치는데다 햇빛도 들어오지 않고 먹이도 구할 수 없는 환경이다 보니 설령 엔지니어와 같이 들어온 미생물이 있다손 하더라도 오래 살지 못하고 사멸하는 게 일반적입니다. 하지만 놀랍게도 이 환경에서도 생존하는 미생물이 있습니다. 더 놀라운 일은 여기서만 발견된다는 점이죠.  


 2007 년 화성에 착륙하는 것을 목표로 준비 중이던 피닉스 랜더 (Pheonix lander) 의 클린룸에서 이전에 없던 새로운 미생물이 발견되었는데 바로 오늘 소개할  Tersicoccus phoenicis 입니다. 이 미생물이 어디서 왔는지는 알 수 없지만 아무튼 이 녀석은 클린룸의 환경에서도 생존할 수 있는 정말 독종 박테리아였습니다. 이 박테리아는 완전히 새로운 속 (genus) 으로 과학자들은 라틴어의 clean 을 의미하는 Tersi 라는 명칭을 붙여  Tersicoccus 라 명명했습니다.   




(T. phoenicis 의 현미경 사진.  This microscopic image shows dozens of individual bacterial cells of the recently discovered species Tersicoccus phoenicis. This species has been found in only two places: clean rooms in Florida and South America where spacecraft are assembled for launch. Spacecraft clean rooms are one of the most thoroughly checked environments on Earth for what microbes are present. The monitoring provides an indication of what species might get into space aboard a spacecraft. The image includes a scale bar showing that each of the bacterial cells is about one micrometer, or micron, across (about 0.00004 inch). (Credit: NASA/JPL-Caltech))     


 이 미생물은 먹이라곤 거의 찾아볼 수 없는 클린룸에서 질긴 생명력을 자랑했습니다. 이것만 해도 놀라운데 더 놀라운 일은 이 미생물이 두 번째 발견된 것이 플로리다에 있는 케네디 우주 센터에서 무려 4000 km 떨어진 프랑스령 기아나의 기아나 우주 센터의 클린 룸이라는 사실입니다. 이 미생물은 허셜 우주 망원경 (Herschel Space Observatory) 의 클린 룸에서 발견되었습니다. 그리고 지금까지 클린룸 이외의 장소에서는 발견되지 않고 있습니다. 


 나사의 제트 추진 연구소 (JPL) 의 미생물학자인 파라그 바이샴파얀 (Parag Vaishampayan) 은 여기에는 그럴만한 이유가 있다고 설명하고 있습니다. 사실 이 미생물은 (non-spore-forming, aerobic, non-motile, Gram-positive 구균임) 외부 환경, 예를 들어 토양에서 서식하는 박테리아일 가능성이 높다고 합니다. 다만 일반 환경에서는 매우 드문 박테리아라 분리 동정을 해내기가 매우 어렵습니다. 흙 한스푼에는 수억 마리의 박테리아가 있고 이 중에서 아주 드물게 존재하는 박테리아라면 분리하기 쉽지 않을 수 있기 때문입니다.  


 하지만 클린룸에서 소독하는 과정을 거치면서 대부분 평범한 박테리아들은 다 제거가 됩니다. 또 설령 살아남았다고 해도 먹이가 거의 없는 환경에서 결국 증식을 못하거나 혹은 사멸하게 되겠죠. 결국 극도로 소독에 강하고 먹이가 거의 없는 환경에서도 살아남을 수 있는 T. phoenicis 만 남고 나머지는 다 사라지게 된 것이 이 박테리아가 클린룸에서만 발견되는 이유로 이해되고 있습니다.  


 (참고로 이렇게 독종 박테리아인데 왜 일반적인 환경에서는 드문 박테리아가 되는 이유 역시 이해할 수 있습니다. 예를 들어 선인장 처럼 물이 부족한 환경에서 잘 사는 식물은 물이 풍부한 환경에서는 오히려 보기 힘듭니다. 물과 영양분이 충분한 환경에서 이 박테리아는 우점종의 위치를 차지하기 힘들며 극도로 먹이가 부족한 틈새 시장을 노리는 종이라고 볼 수 있습니다)  


 아무튼 T. phoenicis 는 이름처럼 불사조 처럼 질긴 생명력을 지니고 있어 클린룸을 '클린' 하게 유지해야만 하는 곳에서 골치거리가 되고 있습니다. 또 한편으로는 생명의 경이를 보여주는 사례라고 할 수도 있겠죠.  


 참고    


Journal Reference:
  1. P. Vaishampayan, C. Moissl-Eichinger, R. Pukall, P. Schumann, C. Sproer, A. Augustus, A. H. Roberts, G. Namba, J. Cisneros, T. Salmassi, K. Venkateswaran. Description of Tersicoccus phoenicis gen. nov., sp. nov. isolated from spacecraft assembly clean room environments. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2012; 63 (Pt 7): 2463 DOI: 10.1099/ijs.0.047134-0




댓글

이 블로그의 인기 게시물

중등도 코로나 19 환자에서 제한적인 효과만을 확인한 렘데시비르

   현재 렘데시비르는 인공 호흡기 치료가 필요한 환자 등 중증 코로나 19 환자의 치료제로 사용되고 있습니다. 다만 공급이 부족해서 갑자가 중증 코로나 19 환자가 늘어날 경우 수급 문제가 불거질 수밖에 없습니다. 따라서 이를 중등도 코로나 19 환자 (경증이나 무증상은 당연히 치료가 필요없거나 대증 요법 정도) 사용한다는 것은 지금 당장에 급한 연구는 아니지만, 나중에 수급량이 많아지고 가격이 낮아질 때를 생각하면 의미 있는 연구 결과입니다.   렘데시비르 제조사인 길리어드 사이언스의 다아애나 브레이너드 박사 ( Dr. Diana Brainard of Gilead Sciences )는 병원에 입원이 필요했던 중등도 코로나 19 환자 584명을 렘데시비르 5일, 10일 투여 실험군과 위약을 투여한 대조군으로 나눠 임상 경과, 사망 등 중요한 합병증 발생 등에서 차이를 보이는지 조사했습니다. 연구 대상자의 40% 이상은 당뇨 같은 만성 질환이 있었으며 평균 연령은 57세였습니다.   연구 결과 대조군의 2%, 5일 투여군의 2%, 10일 투여군의 1%가 사망했으나 사망자 수가 4명, 3명, 2명 정도로 통계적 차이를 판단하기에는 사망자 수가 적어 결론을 내리기 어려웠습니다. 연구팀은 5일 투여군에서 임상 경과가 다소 호전되는 것을 판단했으나 10일 투여군에서는 통계적 차이를 검증할 수 없었습니다. 결론적으로 말해 중등도 코로나 19 환자에서 렘데시비르 투여는 확실한 임상적 이득이 없었습니다.     5일 투여량만 해도 가격이 3120달러라는 점을 감안할 때 중등도 환자에서 렘데시비르 투여는 설령 공급이 원활하다고 해도 적절한 치료법이 아닌 것으로 판단됩니다. 더구나 지금처럼 공급이 불안해 중증 환자 투여 물량 확보가 아쉬운 상황에서는 말할 것도 없습니다.  이번 연구는 렘데시비르보다 효과가 뛰어나면서 저렴한 차세대 항바이러스 치료제의 필요성을 다시 보여준 것으로 생각됩니다....

코로나 19 감염 위험성이 큰 동물은?

  ( A new genomic study ranks the potential of the SARS-CoV-2 spike protein to bind to the ACE2 receptor site in 410 vertebrate animals. Old World primates and great apes, which have identical amino acids at the binding site as humans, are predicted to have a very high propensity for binding ACE2 and are likely susceptible to SARS-CoV-2 infection. Credit: Matt Verdolivo/UC Davis )    코로나 19를 일으키는  SARS-CoV-2는 사스 및 메르스와 마찬가지로 박쥐를 자연 숙주로 삼는 베타 코로나바이러스 계통입니다. 따라서 본래 박쥐에 살던 바이러스가 중간 단계를 거쳐 사람으로 넘어온 것으로 추정됩니다. 그런데 이 이야기는 SARS-CoV-2 역시 사람에만 감염되는 것이 아니라 종을 넘어 다른 포유류나 조류, 혹은 척추동물에 감염될 수 있음을 시사합니다. 코로나 바이러스가 침투하는 경로인 ACE2 수용체는 다른 척추동물에서도 볼 수 있기 때문입니다. 다만 SARS-CoV-2와 ACE2 수용체의 결합 수준은 동물마다 큰 차이가 있어 감염 위험도는 모두 다를 수밖에 없습니다.   캘리포니아 대학 데이비스 캠퍼스 (UC Davis)의 조안나 다마스 (Joana Damas)와 그 동료들은 410종의 척추동물에서 ACE2 수용체 유전자를 조사해 코로나 19 감염 위험도를 조사했습니다. 연구팀에 따르면 ACE2 수용체 전체가 아니라 25개의 아미노산 배열이 특히 결합력에 큰 영향을 미쳐 감염 가능성을 결정합니다.   연구 결과 쉽게 예상할 수 있듯이 사람과 가까운 침팬치, 고릴라, 보노보...

178Tb/s - 광섬유 통신 신기록 수립

  ( Lidia Galdino, lead researcher on the study. Credit: James Tye / UCL )  현재 가정에 들어오는 초고속 광통신은 10Gb/s 정도가 가장 빠른 편입니다. 그러나 사실 광섬유를 통해서 보낼 수 있는 정보량은 이것보다 훨씬 많습니다. 현재 개발 중인 기술 가운데서는 이미 1Tb/s 이상이 속도를 지닌 것들이 많아 미래에는 테라 인터넷 시대가 가능할 것으로 예상됩니다. 그런 가운데 영국 유니버시티 칼리지 런던 (UCL)의 리디아 갈디노( Lidia Galdino )가 이끄는 연구팀이 178Tb/s라는 신기록을 세웠다는 소식입니다.   광섬유 통신을 위한 주파수는 4.5THz까지 높일 수 있습니다. 최근에 개발된 신기술은 9THz 벽도 돌파했습니다. 그러나 연구팀은 16.8THz라는 새로운 영역에 도달했습니다. 주파수가 높을 수록 더 많은 정보를 전송할 수 있습니다. 하지만 16.8THz의 주파수로도 178Tb/s의 데이터 전송 속도는 사실 불가능합니다. 연구팀은  Geometric Shaping (GS) 방식으로 레이저 신호의 페이즈, 밝기, 편광 수준을 조절해 여러 신호가 서로 간섭 없이 전달되게 만들어 이런 신기록을 수립했습니다.   물론 새로운 기술이 항상 그렇듯이 바로 상용화가 가능한 것은 아닙니다. 특히 광섬유는 장거리 정보 전송이 가능해야 할 뿐 아니라 오류 없이 장시간 작동이 가능해야 합니다. 자꾸 에러가 생기거나 고장난다면 아무리 속도가 빨라도 무용지물입니다. 이 단계를 극복하고 경제성까지 갖춰 실용화 되는 경우는 사실 소수에 지나지 않습니다.   하지만 경쟁적으로 Tb 급 대역폭을 지닌 광통신 기술이 개발되고 있어 테라바이트 급 정보도 순식간에 전송할 수 있는 시대가 올 것은 분명합니다. 과거 전화선을 이용한 56K 모뎀에서 지금의 광섬유 기반 초고속 인터넷이 온 것처럼 속도는 계속 빨라질 수밖에 없기 때문입니다...