세균은 곰팡이 균사의 '고속도로'를 이동하며 '통행료'도 지불하고있다?

Credit: Life Science Alliance

세균의 세계에도 고속 도로와 요금지불 시스템이 있는 것 같습니다.

9월 22일 Life Science Alliance에 실린 논문에 따르면 세균은 곰팡이가 만드는 가늘고 긴 균사상을 빠르게 이동할 수 있을 뿐만 아니라 내릴 때도 통행료로 비타민 B1을 지불하고 있다고 밝혀졌습니다.

그러나 세균은 하려고하면 공짜로 탈 수 있음에도 불구하고 왜 곰팡이에 대해 통행료를 지불하고 있었던 것일까요?

■공생 관계를 해명하다

Credit: depositphotos

삼림흙의 불과 1그램 안에 1억개 이상의 단세포형 세균이 존재할 뿐만 아니라, 다세포형 곰팡이균이 둘러친 균사의 총 거리가 수백미터에 이르는 것으로 알려져 있습니다.

최근 들어 이 다세포형 곰팡이균이 둘러친 방대한 균사가 단세포형 세균의 이동과 증식에 중요하다는 것을 알게 되었습니다.

그러나 둘사이의 공생 관계는 충분히 해명되어 있지 않고, 구체적으로 무슨 일이 일어나고 있는지는 자세하게 알려져 있지 않습니다.

그래서 이번에, 츠쿠바대학의 연구자들은, 단세포형의 세균과 다세포형의 곰팡이균의 관계를 밝혀내기 위해, 양자를 같은 배지에서 기르기로 했습니다.그러자 매우 흥미로운 현상이 일어나고 있다는 것을 알게 된 것입니다.

■균사 고속도로는 이용될수록 그 도로는 성장이 가속화한다

Credit: Life Science Alliance

단세포형 세균과 다세포형 곰팡이균을 함께 키운 결과 위 이미지처럼 단세포형 세균이 다세포형 곰팡이균의 확장된 균사 위를 초속 30마이크로미터라는 매우 빠른 속도로 이동하는 것으로 나타났습니다.

다세포형 곰팡이균은 어느 지점의 먹이장과 다른 먹이장을 균사로 연결하듯 증식하기 때문에 균사 위를 이동하는 것은 단세포형 세균에게 효율적인 먹이 확보에 유리합니다.

따라서 처음 둘사이의 관계는 단세포의 세균 측에 이익이 편중된 왜곡된 공생 관계에 있다고 생각되었습니다.

그러나 단세포형 세균의 행동을 자세히 분석한 결과 의외의 사실이 판명됩니다.

단세포형 세균이 균사를 고속도로로 이용하기 시작하면 왠지 이용되고 있을 뿐이었던, 다세포형 곰팡이 균사의 성장이 가속한 것입니다.

Credit: Life Science Alliance

아무래도 단세포형 세균은 단순히 공짜로 타고 있는 것만이 아니었던 것 같습니다.

그러나 그렇다면, 단세포형의 세균은 도대체 무엇을 차비로 「반납」하고 있었을까요?

■통행요금은 비타민 B1

Credit: 筑波大学

단세포형 세균의 움직임을 분석한 결과 통행요금의 정체가 밝혀졌습니다.

단세포형 세균은 균사 고속도로에서 내려오기 직전에 영양소로 유명한 비타민B1(티아민)을 분비했으며 분비된 비타민B1은 곰팡이 균사 내부에 함유된 것으로 나타났다.

비타민B1은 곰팡이균에게 귀중한 성장인자이며, 받음으로써 균사의 추가 성장이 가능하며, 새로운 생활공간과 먹이 탐구에 나설 수 있습니다.

또한 균사가 자라는 것은 고속도로가 연장되는 것을 의미하기 때문에 이용하는 세균에게도 큰 이점이 됩니다.

양자는 편협한 편리상생이 아니라 대등한 공생관계로 상생했던 것입니다.

■조금씩 받고 조금씩 준다.그렇지 않으면 …수라의 길

Credit: 筑波大学

이번 연구를 통해 균류의 세계에서의 새로운 기브앤테이크가 밝혀졌습니다.

한정된 공간에 존재하는 먹이를 효율적으로 섭취하기 위해서, 높은 운동 능력을 가진 단세포형 세균과 운동 능력은 낮지만 지역 전체의 먹이와 먹이를 묶는 다세포형 의 곰팡이균의 양 회사는, 서로의 능력을 살리고, 누구에게 가르침을 받는 것도 아니고, 모두 살아 남는 길을 선택하고 있었습니다.

Credit:Tom Volk’s Fungus

다만 이러한 공생 관계는 항상 볼 수 있는 것은 아닙니다.

페니실린의 원조인 푸른곰팡이는 영양소를 독점하기 위해 다른 모든 세균을 죽이는 항생제를 분비하는 것으로 알려져 있습니다.

다른 기사에서도 알 수 있듯이, 인간은 이 푸른곰팡이의 이른바 몰살능력을 약으로 전용하고 인간의 몸속을 무균상태로 접근시켜 전염병을 막아왔습니다.

그러나 인간 세계도 균류의 세계도, 편리와 독점이 언제까지나 계속될 수는 없습니다.

푸른곰팡이의 계보를 이은 인류는 일시적인 이익의 대가로 계속 진화하고 있는 슈퍼바이러스와의 병기개발 전쟁에 돌입한 것입니다.

reference: 筑波大学 / Life Science Alliance


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