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전기가 통하는 박테리아?



(Microbiologist Derek Lovley and colleaugues at UMass Amherst report finding electrically conducting pili or 'e-pili' in more bacteria species than just the original Geobacter discovery he made 30 years ago. Credit: UMass Amherst)


 이상한 제목 같지만, 사실 앞서 설명했듯이 박테리아 가운데는 전기를 생산하는 종류도 있고 전류가 흐르는 종류도 존재합니다. 특히 일부 박테리아는 매우 가느다란 전도성 나노 와이어를 생산하는 것이 있어 과학자들의 주목을 받고 있습니다. 


 메사추세스 대학의 드렉 로블리 (Derek Lovley at the University of Massachusetts Amherst)가 이끄년 연구팀은 지오박터(Geobacter)라는 박테리아가 생산하는 전도성 마이크로 필라멘트 (electrically conducting microfilaments)를 연구하고 있습니다. 


 로블리 박사는 지오박터를 30년간 연구해 이 박테리아가 어떻게 전도성 필라멘트를 만드는지 밝혀왔습니다. 전도성 선모 (conducting pili) 혹은 e pili는 분명히 아미노산으로 구성된 단백질이지만, 전기를 잘 통하기 때문에 이를 이용해 여러 가지 응용이 가능하다는 점에서 주목을 받고 있습니다. 


 이 독특한 섬유는 필린(pilin)이라는 단백질이 모여 만들어지는데, 지오박터의 경우 그 지름이 3nm에 불과하다고 합니다. 전류가 잘 통하는 이유는 aromatic amino acids이 만드는 서브유닛 덕분으로 해석됩니다. 연구팀은 오랜 연구 끝에 다양한 박테리아에서 이 전도성 선모를 만드는 유전자를 해독했으며 이를 다른 세균에 이식해 주변 환경에서 전자를 교환할 수 있는 박테리아를 만들 수 있게 되었습니다. 


 이 전도성 선모 단백질을 응용하면 생분해성 미세 전자 회로를 개발할 수 있을지도 모릅니다. 예를 들어 먹으면 저절로 소화되는 마이크로 로봇의 전자 회로나 혹은 일회용으로 쓰고 버려도 자연계에서 쉽게 분해되는 전자 제품을 만드는 데 활용될 수 있습니다. 


 물론 이 단계까지 이르기 위해서는 많은 시간이 필요하겠지만, 전기가 통하는 필라멘트를 만드는 세균이 있다는 것 자체로 흥미로운 이야기라고 하겠습니다. 


 참고 


David JF Walker et al, Electrically conductive pili from pilin genes of phylogenetically diverse microorganisms, The ISME Journal (2017). DOI: 10.1038/ismej.2017.141




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