덴마크 아르후스대 연구진, 죽은 박테리아의 효소가 세포 밖에서 DNA를 계속 생산하는 현상 발견…제어 방법도 확립
죽은 박테리아가 세포 밖에서 DNA를 계속 합성한다는 사실을 덴마크 아르후스대 연구진이 처음으로 확인했다.
아르후스대 생물학과 및 나노과학센터(iNANO) 연구진은 박테리아가 죽은 뒤에도 내부에 있던 효소와 DNA 구성 요소가 세포 밖으로 방출돼 바이오필름 안에서 DNA 합성을 이어간다는 것을 발견했다. 이 연구는 국제학술지 Angewandte Chemie International Edition에 8월 24일 게재됐다.
연구진이 밝힌 핵심 메커니즘은 이렇다. 박테리아 내부에 잠들어 있던 바이러스(프로파지)가 활성화되면서 박테리아를 죽인다. 이 과정에서 세포가 파열되고, 안에 있던 DNA 합성 효소와 재료가 세포 밖으로 쏟아진다. 방출된 효소는 죽은 세포 바깥에서도 계속 DNA를 만들어낸다. 연구진은 이 현상을 '롤링 서클 복제(Rolling Circle Replication)' 방식으로 설명했다.
연구를 이끈 아르후스대 교수는 "어떤 의미에서 박테리아가 죽은 뒤에도 생명이 계속된다"고 밝혔다.
연구진은 나아가 이 '좀비 공장'이 특정 설계대로 DNA를 만들도록 제어하는 방법도 찾아냈다. 어떤 DNA를 생산할지 조절할 수 있다는 뜻으로, 이 기술이 새로운 생물학적 소재 개발로 이어질 가능성이 있다고 연구진은 설명했다.
다만 현재까지 실험은 바이오필름 환경의 박테리아에 한정돼 있으며, 이 현상이 다른 종류의 박테리아나 환경에서도 동일하게 나타나는지는 추가 연구가 필요하다. 사후 DNA 합성이 자연 생태계에서 어떤 역할을 하는지도 아직 규명되지 않았다.
이번 연구는 유럽연합 호라이즌 마리 스크워도프스카-퀴리 액션(과제번호 101086226-ENSIGN)과 아르후스대 통합소재연구센터의 지원을 받았다.
