점액세균

점액세균은 그람음성세균으로 Deltaproteobacteria 강에 속하며 다세포로 분화하는 복잡한 생활사를 가지는 원핵생물군이다¹⁾. 점액세균은 점액질 형성 영양세포, 자실체 및 점액포자 등 다른 세균군에서는 볼 수 없는 독특한 형태적 특징, 그리고 가수분해효소 및 이차대사산물 생산 등 생리학적인 특징을 가진다. 점액세균은 현재까지 알려진 원핵생물 중 가장 큰 크기의 유전체를 가지는 종류들을 포함하며 이는 점액세균의 복잡한 생활사를 반영하는 것으로 볼 수 있다.

목차

점액세균은 다른 원핵생물과 마찬가지로 무성생식에 의해 증식하지만 증식을 위해 다세포의 자실체를 형성하고 이로부터 점액포자를 형성하여 증식하는 점이 다른 세균군과 뚜렷이 구별되는 특징이다. 점액세균의 생활사는 다음의 단계를 포함한다²⁾.

영양세포는 보통 간균 형태로 점액질을 분비하며 활주운동(gliding)을 통해 표면을 미끄러지듯 이동하므로 이동 흔적을 남긴다. 영양세포들은 세포 외로 가수분해효소를 분비하여 다른 세균을 분해하고 이로부터 양분을 흡수하는 방식으로 생장한다.

환경에 영양분이 고갈되는 경우 영양세포들이 집단행동인 유주(swarming)를 통해 한 덩어리를 이루고 이로부터 위쪽으로 자실체를 형성한다.

자실체에서 두꺼운 세포벽을 가진 점액포자가 형성되고 점액포자는 적당한 환경이 되면 발아하여 영양세포로 된다.

그림 1. 점액세균인 Myxococcus xanthus가 형성한 자실체. ()

점액세균군은 전부 Deltaproteobacteria 강의 Myxococcus 목에 속하며 아래의 분류군들을 포함하는 광범위한 분류군이다. Myxococcus 목은 다시 3개의 아목으로 구분되며 각 아목에 속한 분류군들은 아래와 같다³⁾.

Cystobacter 아목

Anaeromyxobacter 과

Anaeromyxobacter 속

Archangia 과

Archangium 속

Cystobacter 속

Hyalangium 속

Melittangium 속

Stigmatella 속

Vitiosangium 속

Myxococcus 과

Aggregicoccus 속

Corallococcus 속

Myxococcus 속

Pyxidicoccus 속

Vulgatibacter 과

Vulgatibacter 속

Nannocystis 아목

Kofleriaceae 과

Haliangium 속

Kofleria 속

Nannocystis 과

Nannocystis 속

Plesiocystis 속

Pseudenhygromyxa 속

Sorangium 아목

Labilitrichaceae 과

Labilithrix 속

Phaselicystid 과

Phaselicystis 속

Polyangia 과

Aetherobacter 속

Byssovorax 속

Chondromyces 속

Jahnella 속

Pajaroellobacter 속

Polyangium 속

Racemicystis 속

Sorangium 속

Sandaracina 과

Sandaracinus 속

미분류 Sorangia

Minicystis 속

미분류 Myxococcus 류

Enhygromyxa 속

Myxobacter 속

점액세균의 일종인 Sorangium cellulosum이 생산하는 항종양물질인 에포틸론(epothilone)은 대표적인 이차대사산물이다¹⁾. 그 밖에도 gulmirecin, myxopyronin, collalopyronin, althiomycin, cystobactamid 등 다양한 항생물질이 여러 점액세균에서 생산되는 항생물질이다⁴⁾.

그림 2. 에포틸론 ()

현재까지 유전체가 완전히 분석된 원핵생물 중 유전체 크기로 상위 10종 중 6종이 점액세균군에 속한다. 이중 가장 큰 유전체를 가진 종은 다중불포화지방산과 스테로이드 물질의 생산자로 알려진 Minicystis rosea이며, 유전체의 크기는 16M 염기쌍이다. M. rosea의 유전체가 분석되기 전에는 S. cellulosum이 14.78M 염기쌍으로 가장 큰 유전체를 가진 원핵생물로 알려졌었다. 이들 점액세균들은 유전체 내 GC 비율이 각각 69.1% 및 72.1%로 높으며 유전자의 수도 각각 14,000여개 및 11,000여개로 원핵생물 타 분류군에 비해 월등히 많은 유전자를 보유하고 있다.⁵⁾

김승범/충남대학교

조장천/인하대학교

1. Brenner, D.J. et al. (eds). 2005. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, vol. 2. 2nd edition. Springer.
2. Madigan, M. et al. 2015. Brock Biology of Microorganisms, 14th edition. Pearson.
3. National Center for Biotechnology Information (NCBI) ( ). Taxonomy of Myxococcales.
4. Korp, J. et al. 2016. Antibiotics from predatory bacteria. Beilstein J Org Chem. 12: 594–607.
5. National Center for Biotechnology Information (NCBI) ( ). Genome.