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[핵잼 사이언스] 박테리아, 공기타고 지구 반대편까지 날아간다

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▲ 이번 연구에서 박테리아를 수집한 칠레의 엘 타티오 (El Tatio) 온천

박테리아는 지구상 어디에서나 볼 수 있는 가장 흔한 형태의 생물체다. 과학자들은 지구 곳곳에 흩어진 박테리아와 고세균을 수집해 수많은 종과 균주를 분리했다. 여기서 흥미로운 사실이 적어도 수천 킬로미터 이상 떨어진 장소에서 매우 흡사한 세균이 발견된다는 점이다.

이들 중 상당수는 실제로 같은 지역에서 기원한 세균으로 장거리를 이동하는 철새나 다른 동물을 통해 먼 거리를 이동한다. 과학자들은 이렇게 장거리를 이동한 세균 가운데 일부는 공기를 타고 전파된 것으로 보고 있다. 일반적인 먼지보다 작은 박테리아의 크기를 생각하면 당연한 추정이지만, 세균이 다른 전파 수단 없이 얼마나 멀리 날아갈 수 있는지 검증하기는 어려웠다.

미국 러트거스 대학 콘스탄틴 세베리노프 교수가 이끄는 연구팀은 뜨거운 화산 지대에 사는 호열성 세균인 '테르무스 테르모필루스'(Thermus thermophilus)를 조사해 세균이 지구 반대편까지 이동이 가능하다는 점을 밝혀냈다. 연구팀은 이탈리아의 베수비오 화산과 에트나 화산, 칠레의 화산 지대, 그리고 러시아 캄차카반도의 화산 지대에서 이 세균을 수집해 DNA를 분석했다. 이 세균이 뜨거운 온천과 화산 지대에 살기 때문에 새나 다른 동물에 의한 매개 전파가 불가능하고 공기로만 전파가 되기 때문이다.

연구팀은 지구상 다른 장소에서 수집한 세균이 정말 한 장소에서 기원한 것인지 확인하기 위해 전체 DNA는 물론 박테리아에 감염된 바이러스 유전자의 흔적을 비교했다. 바이러스의 유전자는 세균에 비해 더 빨리 변하기 때문에 지역에 따른 차이가 크다. 해당 지역의 토착 세균은 고유한 바이러스 유전자 흔적을 남기게 된다. 따라서 이 유전자를 분석하면 해당 지역의 토착 균주인지 아니면 외부에서 날아온 균주인지 알아낼 수 있다.



이번 연구에서 과학자들은 테르무스 테르모필루스가 공기를 타고 먼 지역까지 날아갈 수 있다는 사실을 확인했다. 이 연구 결과는 박테리아가 공기를 통해 먼 거리까지 장거리 이동이 가능하다는 ‘에어 브리지'(Air bridge) 가설을 지지하는 결과로 해석된다. 이 가설은 인간이 살지 않는 오지에서도 항생제 내성균이 발견되는 이유도 쉽게 설명한다. 공기를 타고 수천 킬로미터 떨어진 곳까지 세균이 전파되는 것이다.

세균의 장거리 이동은 감염병의 이동이나 항생제 내성의 전파라는 점에서 중요한 주제다. 세균의 전파되는 경로를 더 잘 이해할수록 여기에 대한 대비책도 더 잘 세울 수 있다. 세균이 공기를 타고 이동 가능한 거리가 단순한 흥밋거리 이상의 주제인 이유다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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