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리서치 하이라이트

해양 바이러스 지놈상에 존재하는 광합성 관련 유전자

Nature 438, 7064

프로테오로돕신(Proteorhodopsin) 유전자는 어떤 생물에서 유래했는지 밝혀지기 훨씬 이전에 해수에서 DNA 단편의 형태로 발견되었었다. 이 유전자는 미생물 대사에 에너지를 공급함으로써 해양 생태계에서 중요한 역할을 하는 것으로 생각되는 빛 의존성 양자 펌프를 암호화하고 있었으며, 최근 프로테오로돕신의 전체 염기서열이 마침내 밝혀지게 되었다. 이 유전자는 지구상에서 가장 흔히 존재하는 생명체 중에 하나인 SAR11에서 발견되었다. SAR11은 최근 Pelagibacter ubique라고 명명되었으며, 2002년 처음으로 배양에 성공할 때까지 배양 불가능한 미생물 다양성과 같은 의미로 사용되어 왔었다. 이 세균은 프로테오로돕신 양자 펌프를 가지고 있으며, 빛이 있는 환경과 빛이 없는 환경에서 동일하게 잘 자라는 특성을 가지고 있었다. [Letter, 82쪽]. SAR11은 시안박테리아와 마찬가지로 해양에서 세균성 플랑크톤 사이에서 경쟁하고 있다. 최근 시안박테리아가 외부의 도움을 받는 것으로 밝혀졌다. 흔히 존재하는 시안박테리아인 Prochlorococcus에 감염되는 바이러스(파아지)는 숙주로 하여금 더욱 많은 파아지를 생성보다 더 많은 작용을 하도록 만든다는 사실이 확인되었다. 바이러스 지놈에는 매우 오래 전에 시안박테리아 숙주로부터 얻어진 것으로 보이는 광합성 유전자가 존재하고 있었다. 이러한 유전자는 숙주의 광합성 기구와 결합하여 파아지 생성에 필요한 에너지를 숙주가 제공하도록 만드는 단백질을 암호화하고 있었다. [Letter, 86쪽].