미생물 응용 기술 동향

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미생물은 사전적 의미로 육안으로 관찰이 어렵거나 불가능한 미세한 생물을 말한다. 대부분 현미경으로 관찰되는 마이크로미터 혹은 나노미터 단위의 작은 생물이다. 이러한 미생물의 범주에는 일반적으로 진균, 세균, 바이러스, 원생동물, 조류 등을 포함한 20만 여종이 존재하는 것으로 알려져 있으며, 우리가 인지하지 못하는 약 1,000만 여종의 미생물이 존재할 것으로 추정된다. 우리나라 초창기의 미생물학은 의과대학을 중심으로 병원성 미생물 연구자들이 연합한 대한미생물학회가 시작했기 때문에, 미생물학이란 ‘질병을 매개하는, 따라서 박멸해야 마땅한 어떤 불편한 기생적 존재의 제어 방법론’이라는 한정된 정체성을 가졌었다. 인류 전체의 역사를 보아도 미생물은 많은 해로운 영향을 끼쳤으며 끼치고 있다. 흑사병은 최악의 전염병으로 1347~1351년에 유럽 인구의 30%에 달하는 2,500만명을 희생시켰으며, 1차 세계대전 직후 스페인 독감으로 인해 세계적으로 2,500~5,000만명이 희생되었다. 최근에도 구제역, 조류독감 등으로 수백만 마리의 가축이 몰살하는 가축전염병이 빈번하게 발생하고, 2019년 발생한 COVID-19로 인해 400만명이 넘는 사람이 희생되었으며 코로나 재앙은 현재진행형이다. 그러나 미생물은 인간에게 유용하게 이용되고 있다. 식품발효, 의약소재, 산업공정에 이용되며, 화학, 식품, 제지 산업 등에 미생물 생성 효소를 이용한 산업공정이 활용된다. 이처럼 미생물은 우리의 삶과 떼려야 뗄 수 없는 관계이다. 심지어 사람의 몸 내부에는 세균, 곰팡이, 원생동물 등 다양한 미생물들이 군집을 이루어 공생하고 있어 그 수는 사람의 총 세포 수의 10배에 이르며, 총 미생물 유전자의 수는 인간의 360배가 넘을 정도이다. 우리 신체 내에 있는 100조 마리에 달하는 미생물과 그 유전자를 일컫는 미생물(microbe) 생태계(biome)의 세계, 마이크로바이옴이 우리가 먼저 볼 주제이다.
마이크로바이옴은 최근에 등장한 새로운 개념은 아니다. 1676년에 Antonie van Leeuwenhoek가 구강 미생물군집을 관찰하고, 1888년에 Robert Koch는 고체배양물을 사용해 미생물을 분리하기 시작했다. 1931년 Sergei Winogradsky는 미생물 생태 실험을 수행했다. 이어 1977년부터 1980년까지 rRNA, DNA 시퀸싱, PCR 개발을 통해 마이크로바이옴 연구에 속도가 나기 시작했다.

참고자료

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