Synthetic Biology - 빛을 감지하는 대장균!!
이후 몇차례에 걸쳐 Synthetic biology(합성 생물학) 에 대해 소개를 해볼까 합니다.
그 첫번째 시작으로 Synthetib biology 를 이용하여 탄생한 신기한 생물에 대해 소개해드릴까 합니다. 생물과 관련이 있는 직업을 가지지 않았더라도 대장균이라 하면 많은 사람들이 알고있습니다. 대장균은 인체의 대장 내에 살면서 사람의 소화등을 도와주는 없어서는 안될 중요한 박테리아입니다. 물론 많은 사람들이 E.coli O157 strain 을 떠올리며 식중동을 떠올리기도 하지요..
각설하고.. 일단 대장균은 박테리아입니다. 또한 인간의 대장내에서 서식하고 있습니다.
또 유전공학적으로 가장 많이 이용되고 있는 미생물이기도 합니다.
일반적으로 Wild type 의 대장균 (자연상태의) 은 빛을 감지하지 못합니다.
그 이유는 빛을 감지할 필요가 없기 때문이지요. 대장균은 사람의 몸속에서 Glucose(당) 을 섭취하여 번식해 나가는 존재입니다. 식물 처럼 빛을 흡수하여 광합성 작용으로 에너지를 생성하지 못하지요.
물론 다른 대부분의 박테리아는 빛을 감지하는 기관이 존재하지 않습니다.
하지만 수많은 박테리아 중 몇몇 종류는 빛을 감지하기도 한답니다.
예를 들어 Cyanobacteria 의 경우 광합성을 할 수 있기에 빛을 감지하는 기관을 가지고 있습니다.
또 이 cyanobacteria 라는 놈도 재미있습니다. 이 녀석은 Endosynbiosis 에 의해 식물이 광합성을 가능하게 해주는 Chloroplast(엽록체) 의 기원이 되는 녀석일 꺼라고 생각되어 지고 있습니다.
(Cyanobacteria 에 대한 얘기도 나중에 한번 다뤄보도록 하겠습니다.)
오늘 포스트에서 중요한 것은.. 우리의 합성 생물학자들이 다른 박테리아가 가지고 있는 특징적인 기관(사실 기관은 아니지만 쉽게 기관이라고 표현하겠습니다. 사람으로 예를 들면 빛을 감지하는 것은 눈이겠지요..) 을 합성, 즉 원하는대로 조립을 하여서 대장균이 빛이라는 signal(시그날)을 인식하여 새로운 Reaction(반응)을 하게 만들었다는 것입니다.
빛을 감지하는 대장균
즉 위와 같이 Cyanobacteria 의 빛을 감지하는 기관인 PCB 를 가지고 와서 그 이후로 진행되는 cascade 반응을 대장균에 존재하는 cascade 반응과 연결해서 빛을 쏘여주게 되면 반응을 보여주게 되는 것입니다. C 번과 D 번 그림의 경우 하얗게 된 부분이 바로 빛을 쏘여준 부분이고 그 부분만 색갈이 변한 것을 보여주고 있습니다. 실제로 대장균 자체의 색이 변한 것은 아니고 조금 복잡한 방법이지만 여튼 빛을 쏘여준 부분만 또다른 반응을 보였다는 것을 알 수 있습니다.
(위의 그림은 2005년 Nautre 지에 실린 letter 중 한 부분입니다.)
위와같이 박테리아를 이용하여 사진을 찍을 수도 있습니다.
이러한 인식은 현재 생물학계에서 새로운 화두로 떠오르고 있었습니다.
과거의 경우 생물학은 IT 분야와는 달리 실제 존재하는 진실, 사실에 대한 증명과 탐구에 목적을 두고 있었습니다. 하지만 합성 생물학의 경우 현재까지 밝혀진 여러가지 생물학적 Part 들을 이용하고 원하는대로 조립하여서 전혀 새로운, 우리가 원하는 생물을 만들 수 있다는 것을 증명해준 것이지요.
다음은 실제 논문의 정보입니다. 저작권 문제로 제 블로그에 올릴수는 없으니 Nature 홈페이지에서 보실수 있습니다. 또는 저에게 문의 주시면 e-mail 등으로 보내드리도록 하겠습니다.
Engineering Escherichia coli to see light
Nature 24 November 2005 DOI:10.1038/nature04405
A. Levskaya et al.
다음 포스트에서 합성생물학이 무엇인지에 대해 간략히 설명해 보도록 하겠습니다. 또한 합성생물학으로 만들어진 재미있는 합성 생물들을 보여드릴 예정입니다.
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러브네슬리 2008/06/09 23:46
합성생물학이라;;; 정말 처음 들어보는 생소한 분야네요;;ㅋ
나름 이해해볼려고 몇번 계속해서 읽었지만 여전히..ㅠㅠ
전 바보인가봐요 ;;아흑~ ㅋㅋ
그래도 이런 분야에 대해서 조금이나마 알게되었군요 ㅋㅋ
감사합니다 ^^-
태공망 2008/06/10 00:08
간단히 말하면..
레고 블럭을 조립해서 원하는 모습을 만들수 있죠?
그것처럼 생물체를 조립해서 만드는 거예요...
원하는대로.. 원하는 모습으로....원하는 방식으로....
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papam 2008/06/09 23:54
생물학 전공하시나봐요? 사실 뭔말인지 몰것습니다
그간 많이 바쁘셨나봐요? 활동이 살짝 뜹하시던데요.^^
사실 저도 뜹했지여..ㅜ.ㅜ
즐건하루되세요.. -
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가슴뛰는삶 2008/06/10 01:53
과학의 세계는 복잡하기도 하지만 신기하고 알면 알 수록 재미난 분야인거 같아요. 과학전공자들은 왠지 멋져보이네요.
문과라서 넘을 수 없는 그 장벽 때문이겠죠?? -
초하(初夏) 2008/06/10 14:44
덕분에 아련한 옛 기억이 새록새록...
종종 들러 요즘 동향과 새로운 사실들 얻어가야겠습니다. 자주 뵈요.
상투를 틀고 싶다던 태공망님, 잘 지내시죠? -
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GoodLife 2008/06/18 12:02
무섭다기 보다는 자연의 신비를 밝혀나가는 좋은 학문처럼 보이는데요. 전공으로 하고 있다니 좋으시겠습니다. 근데, 실험은 조금 힘들지 않나요?
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smilehero 2008/06/15 04:11
잠수 끝냈어요 ㅋ
요즘 '거의 모든 것의 역사' 읽고 있는데 지구의 역사는 신기신기.
지구 초기에 산소의 독성 땜에 많은 생물들이 종적을 감췄다는 것 읽고 끔쩍 놀랬어요 ㅎㅎ-
태공망 2008/06/15 10:18
오랜만입니다 히로님..^^
지구 초기에는 산소가 존재하지 않았고.. 산소가 존재하기 이전에 박테리아 같은 생명이 탄생하게 됩니다. 그렇기 때문에 산소가 생성된 이후에는 그 독성에 많은 생물이 멸종하였죠..
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