지구에서 가장 건조한 사막에서 살아있는 미생물 발견

칠레의 태평양 연안을 따라 뻗어 있는 아타카마 사막은 지구상에서 가장 건조한 곳이며, 주로 그 건조함 때문에 대부분의 생명체에 적대적입니다. 그러나 모든 것이 그런 것은 아닙니다. 모래 토양에 대한 연구에서 다양한 미생물 군집이 발견되었습니다. 그러나 그러한 서식지에서 미생물의 기능을 연구하는 것은 어려운 일입니다. 군집의 살아있는 부분의 유전 물질과 죽은 부분의 유전 물질을 분리하기 어렵기 때문입니다.

새로운 분리 기술은 연구자들이 지역 사회의 살아있는 부분에 집중하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이번 주 Applied and Environmental Microbiology 에서 국제 연구진은 세포 외(eDNA) 유전 물질을 세포 내(iDNA) 유전 물질에서 분리하는 새로운 방법을 설명합니다. 이 방법은 기존 DNA 추출 방법으로는 불가능했던 저생물량 환경에서 미생물 생명에 대한 더 나은 통찰력을 제공한다고 연구를 주도한 포츠담에 있는 GFZ 독일 지구과학 연구 센터의 지구미생물학자인 디르크 바그너 박사가 말했습니다.

미생물학자들은 바다 가장자리에서 안데스 산맥 기슭까지 서쪽에서 동쪽으로 펼쳐진 사막에서 수집한 아타카마 토양 샘플에 새로운 접근 방식을 사용했습니다. 그들의 분석 결과 가장 건조한 지역에서 다양한 살아 있고 아마도 활동적인 미생물이 발견되었습니다. Wagner는 eDNA와 iDNA에 대한 더 나은 이해가 연구자들이 모든 미생물 과정을 조사하는 데 도움이 될 수 있다고 말했습니다.

"미생물은 이런 종류의 환경을 식민지화하고 다음 세대의 생명체를 위한 토대를 마련하는 선구자입니다." 와그너가 말했다. 그는 이러한 과정이 사막에만 국한되지 않는다고 말했다. "이것은 지진이나 산사태 후에 형성되는 새로운 지형에도 적용될 수 있는데, 그곳에서는 거의 같은 상황이고, 광물이나 암석 기반 기질입니다."

토양에서 DNA를 추출하는 데 사용되는 대부분의 상업적 도구는 미생물의 살아있는 세포, 휴면 세포, 죽은 세포가 섞여 있다고 Wagner는 말했습니다. "모든 DNA를 추출하면 살아있는 유기체의 DNA와 방금 죽었거나 오래 전에 죽은 유기체를 나타낼 수 있는 DNA가 생깁니다." 그 DNA의 메타게놈 시퀀싱은 특정 미생물과 미생물 과정을 밝혀낼 수 있습니다. 그러나 Wagner는 충분한 양질의 DNA가 필요하다고 덧붙였습니다. "이것은 종종 저생물량 환경에서 병목 현상입니다."

그 문제를 해결하기 위해 그와 그의 협력자들은 혼합물에서 손상되지 않은 세포를 걸러내고 침전물에 죽은 세포에서 남은 eDNA 유전자 조각을 남기는 공정을 개발했습니다. 그는 여러 차례 부드럽게 헹구는 과정이 필요하다고 말했습니다. 실험실 테스트에서 그들은 4번 반복한 후 샘플의 거의 모든 DNA가 두 그룹으로 나뉘었다는 것을 발견했습니다.

그들이 아타카마 사막의 토양을 검사했을 때, 그들은 eDNA와 iDNA 그룹 모두의 모든 샘플에서 Actinobacteria와 Proteobacteria를 발견했습니다. Wagner는 살아있는 세포가 죽고 분해되면서 iDNA 저장소를 지속적으로 보충하기 때문에 놀라운 일이 아니라고 말했습니다. "공동체가 정말 활동적이라면 지속적인 교체가 일어나고, 그것은 두 풀이 서로 더 유사해야 한다는 것을 의미합니다."라고 그는 말했습니다. 5cm 미만의 깊이에서 수집한 샘플에서 그들은 Chloroflexota 박테리아가 iDNA 그룹에서 우세하다는 것을 발견했습니다.

Wagner는 향후 작업에서 iDNA 샘플에 대한 메타게놈 시퀀싱을 수행하여 작업 중인 미생물을 더 잘 이해하고 다른 적대적인 환경에서 얻은 샘플에도 동일한 접근 방식을 적용할 계획이라고 말했습니다. 그는 iDNA를 연구함으로써 "공동체의 실제 활동적인 부분에 대한 더 깊은 통찰력을 얻을 수 있습니다."라고 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/11/241114125607.htm