현재 지구상 가장 방사선 저항력이 강한 생명체

ㅇㅇ · 2024.10.17 22:55:02

28b9d932da836ff437ef8ee0458073693883018bc775963ebf2982a46ff297778a

28b9d932da836ff437ee82e340887369039349306956012928e4e33c88773e61be

방사선은 DNA구조를 손상시키며 생명체가 가진 복구 능력을 넘어서는 피폭을 당하면 돌연변이와 암이 발생한다

그만큼 모든 생명체들에게 치명적이며, 때론 기계 장치에까지 영향을 끼친다

79ec857eb3ed6af63fe9e99404c52d3e285ce2b144788bc2b693b72d66a86a0ae4e194094ed0430516f333e79044c4d831d24d74dc694d691ec2ea5193

인간은 5Gy의 방사선량에도 사망하며, 극한생물의 대명사로 언급되는 곰벌레조차 5000Gy의 방사선량에 노출되면 생명을 보장할 수 없다

※CT촬영 1회 시 노출량 약 8mGy

3fb8c32fffd711ab6fb8d38a45e52c3889c645342830e134d9b73c3f68fedc37b016c13d1bfd6441346d9c4dd66cf034f7a971ff246a1a

하지만 Thermococcus gammatolerans (Tg) 라는 고균은 5000Gy에도 아무 문제 없이 생존이 가능하다

3만 Gy에 노출되어도 생존력이 약간 감소할 뿐 회복하며 견뎌낼 수 있어 현재 가장 방사선에 강한 생명체라는 타이틀을 가지고 있다

28b9d932da836ff437ef8ee04384736e1607ec0d6f420bfc3246b72c6034ce0adf

이 고균은 2003년 캘리포니아 만 과이마스 분지의 심해 열수구에서 발견되었으며 섭씨 55-95도(최적 88도)의 황(S)을 포함한 절대혐기성 환경에서 자란다

그런 환경이니만큼 고온 고압에도 잘 자라는 미생물이지만 가장 이목을 끄는 것은 상술한 압도적인 DNA 복구력이다

79ec857eb5ed6af63fece99404c52d3ef4ccee57c9557e33263a4760d058c1b9dbda3360dca51c4ab14ee7cc15474a48044db36e93

그 이유를 찾기 위해 여러 생명체들이 공통으로 가진 DNA 조절 단백질인 Proliferating cell nuclear antigen(PCNA)를 연구했다

PCNA는 자체적인 DNA조절 기작을 가지지 않지만 다른 DNA합성 및 복구 단백질들의 활동을 조정하는 방식으로 작용한다

28b9d932da836ff437ee83e447857468f1cd7ad22a7d58463398aa050f00977b547e

Tg유래 PCNA(TgPCNA)(a)는 인간을 포함 다양한 생명체들이 가진 PCNA들과 겹쳐 볼 때 형태가 유사했으나(b), 방사선에 의한 변성이 잘 이루어지지 않았다

연구 결과 타 PCNA보다 TgPCNA에서 방사선 저항력이 강한 아미노산인 아스파르트산과 글루탐산의 구성비율이 높은 반면, 고온에서 산화되기 쉬운 시스테인의 구성비율이 낮았다

29b2c728e9dd39a268b6dab05b80776b53b1426d71868bf1b97b18a7d73e82

물이 방사선에 의해 분해될 때 활성산소종(ROS)이 생성되는데, 이것이 수용성 환경에서 세포손상 원인의 대부분을 차지한다

3fb8c32fffd711ab6fb8d38a4ed8293ce08d0c38bf5808fdc9062be1551a53031ec3f7b33d4cc342a733951330aeb72b7995e54f88897ae29c3eca0e4446ac94b8fff3a7f07da9cfc3

DNA가 활성산소에 노출되면 8-oxoguanine (GO)과 8-oxodGTP (dGOTP)등의 돌연변이 유발물질이 생성된다

3fb8c32fffd711ab6fb8d38a41e227354fa2190d9021397dd0bfb9f54c9ac86ed0896c7a3170a51365f4d3c74453d58937c59da66e61a4728b57c68ca64e30263fb5aaddc0c2da0c40e46e3d52f5d7549227afcaaf6d5485a70676d8e08d2fd4037e490e97b930d2276645f9baf80d3c40

이들을 DNA에서 제거하고 수정하는 역할을 하는 것이 base excision repair (BER) 시스템이다

28b9d932da836ff437ee82e14f817c6d4e9b5444b7ece463056bc33f150f7c2428

이 중 GO-DNA 글리코실라제(OGG)는 DNA에서 GO를 제거하는 역할을 하는데 고균이 가진 OGG를 AGOG라고 한다

다른 OGG는 복구를 담당하는 부위가 좁고 특이적이나 Tg의 AGOG는 매우 넓은 범위의 손상을 복구할 수 있다

3fb8c32fffd711ab6fb8d38a418077641a7648a99fb25a9aef697fce5647b39a2ac52a832f33c600f349520e33b0dde3a7ab2b2a5277c22fdc3da169bc

심해 열수구는 DNA 손상을 유발하는 중금속의 농도도 짙다

이에 Tg는 카드뮴, 코발트, 아연에 대한 높은 저항성을 가지고 있다

미생물이 카드뮴에 노출되면 철 흡수 방해 및 유전물질의 손상이 이루어진다

Tg는 카드뮴 이온이 들어오면 주위 환경에 풍부한 황을 통해 황화 카드뮴으로 만든다

이렇게 황으로 카드뮴을 감싸는 형태로 독성을 감소시키고 상술한 BER 시스템으로 손상부위를 복구한다

28b9d932da836ff437ee82e04785756ebeb01e4d340088a3a42f96552890b1de28

그리고 카드뮴에 노출될 시 세포 외 물질유출을 담당하는 유전자 82개 중 11개의 활성이 증가하는 것이 관찰되었다

정확한 기전이 밝혀지진 않았지만 저 유전자들이 카드뮴 유출을 담당한다고 추측된다

28b9d932da836ff437ee82e344807d682612e6c1418ebec39d2669be472c1efa57

하지만 다른 방사선 내성 미생물들과 다른 특징을 가진 것은 여전한 의문점이다

일반적으로 세포의 방사선 저항성은 성장 단계에 따라 차이가 난다

저항성이 강한 생명체라도 세포분열 주기일 때 저항력이 감소하나, Tg는 세포 주기에 상관없이 일정한 저항성을 보였다

3fb8c32fffd711ab6fb8d38a4782343c98c1db2649d5e055b38db403229051658331fd95fae064b55944b71d57e24234661c

또한 호기성 방사선 내성 미생물들은 망간 이온을 이용한 항산화 효소를 사용해 활성산소를 제거하는데, 그에 따라 세포질 내의 Mn/Fe 비가 높게 나타난다

그러나 Tg를 포함한 혐기성 방사선 내성 미생물들은 방사선에 취약한 대장균 등과 비슷한 Mn/Fe비를 가지는데도 강한 저항력을 보인다

이러한 방사선 저항성에 대해선 또다른 의문이 존재한다

분명 이 Tg가 존재하는 곳은 자연방사능이 높은 열수구 근처이고, 고온 또한 DNA 변성 요소이며 각종 중금속들까지 산재한 환경이긴 하나 이 정도까지 철저한 DNA 복구요소가 존재할 필요는 없다는 것이다

열수구의 자연방사선이 강하다곤 하지만 Tg는 측정된 가장 강한 자연방사선량보다 몇 자릿수나 더 저항력이 높다

필요 이상의 기능은 진화압력을 받아 빠르게 사라지게 되는데 여지껏 이어져 온 것이 미스테리라는 것이다

7f9f8470b18519f73eef86e54684736552e79646dcff4f46bdb47980467455797098fd7e3a0389e511032ac59c93f0180b80c4df74bf93b03bf5

우주방사선의 단계까지 가야 어느 정도 상대가 되는 수준이라 소수 의견으로는 외우주 유래 생명체가 아니냐는 가능성 낮은 추측을 하기도 한다(Panspermia설)

이렇듯 아직 많은 궁금증이 남아 있지만, 생태 특성상 고온 고압을 유지해야 하는 등 배양 조건이 까다롭기 때문에 많은 연구가 이루어지지 힘든 상황이다

09b8d928ead137a56daac58a04d0203445a511808d902a307050822a3e4fdfeafac532ca9b81

때문에 미생물의 방사능 저항에 대한 연구는 이보다 박테리아인 Deinococcus radiodurans에 대해 많이 이루어지고 있다

15000Gy까지 버틸 수 있어 Tg에 미치지 못하는 수준이나, 1950년에 발견되어 연구자료도 많이 쌓인 데다 배양 조건도 덜 까다롭기 때문이다

실제로 방사능 저항성을 이용한 오염지역 복구나 자외선차단제 개발, 데이터 저장 및 외계미생물 연구는 이 박테리아 위주로 진행되고 있다

그럼에도 Tg에 대한 연구는 계속되고 있는데, 비단 가장 저항력이 강하다는 것 뿐 아니라 고균의 특성상 인간과 유전적 거리가 가까워 높은 호환성을 지닌다는 장점이 있기에 느리지만 지속적인 연구가 이루지고 있다

Franck, C., Stéphane, G., Julien, C., Virginie, G., Martine, G., Norbert, G., Fabrice, C., Didier, F., Josef, S. M., & Bertrand, C. (2022). Structural and functional determinants of the archaeal 8-oxoguanine-DNA glycosylase AGOG for DNA damage recognition and processing. Nucleic acids research, 50(19), 11072–11092.

Venancio-Landeros, A. A., Rudiño-Piñera, E., & Cardona-Félix, C. S. (2016). Cloning, recombinant production and crystallographic structure of Proliferating Cell Nuclear Antigen from radioresistant archaeon Thermococcus gammatolerans. Biochemistry and biophysics reports, 8, 200–206.

Zivanovic, Y., Armengaud, J., Lagorce, A., Leplat, C., Guérin, P., Dutertre, M., Anthouard, V., Forterre, P., Wincker, P., & Confalonieri, F. (2009). Genome analysis and genome-wide proteomics of Thermococcus gammatolerans, the most radioresistant organism known amongst the Archaea. Genome biology, 10(6), R70.

Webb, K. M., & DiRuggiero, J. (2012). Role of Mn2+ and compatible solutes in the radiation resistance of thermophilic bacteria and archaea. Archaea (Vancouver, B.C.), 2012, 845756.

Marín-Tovar, Y., Serrano-Posada, H., Díaz-Vilchis, A., & Rudiño-Piñera, E. (2022). PCNA from Thermococcus gammatolerans: A protein involved in chromosomal DNA metabolism intrinsically resistant at high levels of ionizing radiation. Proteins, 90(9), 1684–1698.

Lagorce, A., Fourçans, A., Dutertre, M., Bouyssiere, B., Zivanovic, Y., & Confalonieri, F. (2012). Genome-wide tranional response of the archaeon Thermococcus gammatolerans to cadmium. PloS one, 7(7), e41935.

Daly M. J. (2012). Death by protein damage in irradiated cells. DNA repair, 11(1), 12–21.

Vaidyanathan G. (2017). Science and Culture: Could a bacterium successfully shepherd a message through the apocalypse?. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 114(9), 2094–2095.

출처: 싱글벙글 지구촌 갤러리 [원본 보기]

번호	제목	글쓴이	작성일	조회	추천
설문	주위의 유혹에 쉽게 마음이 흔들릴 것 같은 스타는?	운영자	24/10/21	-	-
273538	[대갤] 한강 노벨상 수상에 대사관 시위... 네티즌들은 망신스럽다 비판 [409]	난징대파티	10.18	17635	137
273537	[자갤] "야성 보여주려고?"…뽀뽀하던 남성, 남의 차량 유리를 '퍽' [298]	차갤러(104.223)	10.18	22927	73
273535	[싱갤] 싱글벙글 점보 카레 다 먹으면 200만원 [390]	배달이	10.18	32281	153
273534	[카연] 마왕의 채널. Manhwa 1 [153]	말랭2(14.50)	10.18	14481	139
273533	[야갤] 北김여정, 합참 영상 도용 지적에 “보기 좋아 썼다...뭐가 문제냐” [207]	마사	10.18	16899	87
273531	[싱갤] 싱글벙글 베트남 카사노바 일본 상륙 [395]	ㅇㅇ(211.224)	10.18	45384	470
273529	[야갤] "뱀이 나타났어요!" 신고받고 출동하니 '어마 무시한 크기' [301]	마스널	10.18	27067	49
273527	[미갤] 10월 18일 시황 [40]	우졍잉	10.18	7480	20
273526	[흑갤] 침착맨 흑백요리사갤 저격 [412]	ㅇㅇ(118.235)	10.18	47933	437
273525	[리갤] 싱글벙글 파리.. 에슐리강 '씨발새키야' 육성 터짐..jpg [219]	ㅇㅇ	10.18	31911	230
273523	[싱갤] 오싹오싹 오늘 잠실야구장에서 벌어진 일 [197]	ㅂㅂㅂ	10.18	23840	210
273522	[야갤] 박지윤 최동석 불륜논란 대반전 ㄷㄷ.. “용원게이”현실판 입갤 [363]	야갤러(223.39)	10.18	37603	118
273521	[무갤] 가성비의 3년, 약속의 10년을 버틴 586들의 미래 [389]	빠노알	10.18	32369	395
273519	[국갤] 도이치 주범들 녹취록 "김건희는 아는것도 없어" [267]	ㅇㅇ	10.18	13009	137
273518	[싱갤] 노년을 간지 만땅 채우고 간 폴란드 할아버지 이야기 [164]	또또장금이	10.18	16832	163
273517	[야갤] 신호 위반 오토바이에 칼 빼들었다... 바뀐 번호판 보니 [250]	마스널	10.18	17511	68
273514	[군갤] 와들와들 죽을때 죽더라도 너는 끌고간다.......UBOAT [60]	NewportNews	10.18	21164	68
273513	[야갤] "브레이크가 어디였지..." 급발진이라더니 페달 오조작 [266]	마스널	10.18	22323	131
273511	[싱갤] 싱글벙글 총 싸움(CQB)이 스포츠화 될 수 없는 이유 [152]	ㅇㅇ	10.18	20179	38
273510	[주갤] 현재 국힘이 발의한 감청법 입법예고 찬반 상황 [324]	ㅇㅇ(218.39)	10.18	16987	300
273509	[야갤] 민희진, 어도어 사내이사 재선임…' 대표 복귀'는 언제쯤? [391]	마스널	10.18	19045	136
273507	[특갤] 테슬라 옵티머스 새 영상 [150]	ㅇㅇ	10.18	19900	87
273506	[싱갤] 싱글벙글 2023년 기준 축구스타 순자산 TOP7 [146]	ㅇㅇ	10.18	16725	46
273505	[중갤] 분당 서현초 56회 학폭사건 글 [249]	정치병자(61.99)	10.18	22481	289
273503	[스갤] "Chat GPT야, 삼전 주식 팔까? 말까?" [199]	ㅇ(115.136)	10.18	31987	413
273502	[야갤] '환갑 여행' 다녀온 동창들…버스서 강제 하차, 무슨 일 [342]	감돌	10.18	33903	367
273501	[싱갤] 싱글벙글 격투게임 캐릭터 디자인이 유독 개성적인 이유.jpg [237]	짜잔	10.18	37062	235
273498	[스갤] 우왁굳 편집자 열정페이 논란 해명 떴다 ㄷㄷㄷ [851]	ㅇㅇ(221.151)	10.18	42856	460
273497	[야갤] ‘주호민 아들 학대’ 특수교사, 항소심서 무죄 주장 [855]	ㅇㅇ	10.18	27846	301
273495	[유갤] 일박일일 미국 오대호 해안선? 오토캠핑 후기 [28]	소고기국	10.18	7257	35
273494	[중갤] 여시)내 남자친구 사진만 보고 본인한테 양보하라는 상사-3편 [186]	실시간기자	10.18	33794	93
273493	[싱갤] 훌쩍훌쩍 조카 생활비 먹튀한 삼촌 [346]	ㅇㅇ(211.222)	10.18	45177	502
273491	[야갤] '신와르 제거'에... 해리스는 변수 막기, 트럼프는 묵묵부답 [52]	마스널	10.18	9720	22
273490	[원갤] 원디렉션 멤버들의 추모.. [101]	원갤러(222.108)	10.18	17747	32
273488	[이갤] 사족이 엄청 길어진 라이트 노벨 [144]	언성을높이지마라	10.18	17961	29
273487	[야갤] "북한군 장교까지 이동"...러시아 '게임체인저' 되나 [382]	ㅇㅇ	10.18	20826	113
273485	[카연] 미왕을 쓰러트리고 난 후. Manhwa [79]	카갤러(220.126)	10.18	11453	36
273481	[유갤] 야간에 동네 뒷산 백패킹 왔어요 [71]	노원맛대감	10.18	9859	47
273479	[싱갤] 1960년대 서울 모습 [357]	ㅇㅇ(210.216)	10.18	18142	56
273477	[바갤] 로배갈 타고 부여,군포 1박 여행 다녀왔어 [38]	마싯는동자개	10.18	6502	33
273475	[닌갤] 나폴리맛피아 최애몬 시발ㅋㅋㅋㅋ [317]	ㅇㅇ(118.130)	10.18	38380	400
273473	[로갤] 자전거로 아직도 캠핑ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ [46]	애프터버너	10.18	11231	21
273471	[디갤] 보름달도 찍고 혜성도 찍어 왔어! 소원 빌고가! [79]	콜록	10.18	8950	83
273469	[싱갤] 싱글벙글 2년 동안 씹힌 요청을 1시간만에 들어준 이유 [141]	최강한화이글스팬	10.18	46697	335
273467	[문갤] 국립중앙박물관 축제 [72]	ㅇㅇ(182.225)	10.18	14702	114
273465	[생갤] 방탄장비를 한번 알아보자~ 2편 (플레이트와 플레이트 케리어 ) [65]	칰힌	10.18	10449	32
273463	[일갤] 기자가 선정한 관광열차 Top 10 [43]	ㅇㅇ	10.18	12232	39
273461	[싱갤] 싱글벙글 비행기 날짜 잘못 알아서 퍼스트클래스 산 후기.jpg [340]	최강한화이글스팬	10.18	30831	164
273459	[바갤] [스압] 낭만 찾아 떠나는 혼자 규슈 라이딩 여행 - 2일차 : 온천마을 [27]	깍쟁	10.18	5193	45
273457	[인갤] Kuma's Panty 일지! [36]	쉔가오랜	10.18	8587	31

최근 방문

즐겨찾기

즐겨찾기 갤러리

갤러리 이슈박스, 최근방문 갤러리

연관 갤러리

차단하기

[실시간 베스트 갤러리]

갤러리 본문 영역

게시물을 간편하게 NFT로 만들어 보세요!

NFT 발행 방법

NFT 발행

비회원 글삭제,수정

추천 비추천

댓글 영역

① NFT 발행

② NFT 구매

파워링크 광고

하단 갤러리 리스트 영역

왼쪽 컨텐츠 영역

갤러리 리스트 영역

페이지 이동

오른쪽 컨텐츠 영역

알림 설정

알림

디시콘 리스트

디시콘

디시콘 검색결과(0)

인기 디시콘

지갑 연결