부착생활

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부착생활

[ attached living ]

다른 유기체(organism)와 독립적으로 생활하지 못하고 생물 또는 무생물의 표면에 한 종의 세균(bacteria) 또는 다양한 종의 세균이 군집(community)을 이루어 생활하는 것을 말함. 

Attached living of Lactobacillus fermentum (출처: GettyimageEDGE 128550776)

목차

  1. 1.다양성
  2. 2.관련 물질
  3. 3.기능과의 상관관계
  4. 4.관련용어
  5. 5.집필
  6. 6.감수
  7. 7.참고문헌

다양성

  • 자연에 존재하는 대부분의 세균, 고균(archaea) 및 진핵생물(eukaryote)들은 독립생활(free-living)을 영위하기 보다는 생물이나 무생물의 표면에 부착생활을 영위한다.
  • 수생 환경(aquatic environment)에서 생활하는 미생물들의 경우도 수생식물이나 동물들에 부착하여 생활하며, 이러한 부착생활을 영위하기 위하여 대다수의 미생물은 생물막(biofilm)이라는 세포 외의 층을 형성한다1). 남세균(cyanobacteria)이나 슈도모나스 속(Pseudomonas species)들이 그러한 생물막을 형성하는 대표적 세균들 중의 하나이다.
  • 많은 미생물들은 부착생활을 통하여 환경에 적응하며 살아간다. 무생물에 부착하는 경우 무기물을 산화하여 에너지를 얻는 무기영양(chemoautotroph)을 수행하며, 살아있는 고등생물이나 하등생물의 표면은 물론이고 장내에 부착하여 공생(symbiosis) 또는 기생(parasitism) 생활을 한다.
  • 이러한 부착생활은 환경의 변화에 따른 미생물의 생활사에 중요한 작용으로 영양분이 부족하고 환경이 자주 변하는 해수와 담수 환경에서 미생물이 적응하기 위한 필수적인 생활 형태이다. 생물막 형성을 통한 부착생활은 미생물의 종류에 따라 병원성(pathogenicity), 유익 작용 등 다양한 상호작용을 위해 꼭 필요한 미생물 생활사의 과정이다.

관련 물질

미생물이 부착생활을 영위하기 위하여 분비하는 물질들을 세포 외 물질(extracellular polymeric substance)라 한다. 이러한 세포 외 물질은 세포 내에서 생합성되어 밖으로 분비되는 고분자 물질(biopolymer)들로 다당류(polysaccharide), 단백질, DNA, 그리고 지질성분들로 이루어져 있다. 대표적인 물질로는 캡슐(capsule), 점질층(slime layer), 그리고 핌브리아(fimbriae) 및 선모(pili)가 있다. 이러한 물질들은 고체 표면에 세균이 부착하는 것을 용이하게 함으로써 생물막을 형성할 때 중요한 역할을 한다. 이러한 생물막이 다양한 환경에서 무생물 및 생물과의 부착에 중요하게 작용하여 각각의 미생물이 처한 환경에서 생존을 가능하게 하는 원동력이 된다.

기능과의 상관관계

  • 부착생활을 영위하는 미생물들은 다양한 기능과 관련이 있다. 구강환경(oral environment)에서 뮤탄스균(Streptococcus mutans)과 캔디다 알비칸스(Candida albicans) 등의 미생물은 치아에 부착되어 치아우식증(dental caries)을 일으키는 주요 균으로 치주질환에 깊이 관여하고 있다2).
  • 슈도모나스 속(Pseudomonas species) 세균들은 질소고정균(nitrogen-fixing bacteria)인 리조비움 속(Rhizobium species) 등과 함께 콩과식물(legume)의 뿌리와 관련 표면에 부착하여 질소고정(nitrogen fixation)의 역할을 수행한다3).
  • 또한 다양한 유산균(Lactic acid bacteria)들은 식품산업에서 식품 가공 장비에 부착하여 표면의 부식 및 마찰저항을 증가시켜 제품 생산의 손실을 초래할 수도 있다4).
  • 해양 환경에서는 수면과 접촉하는 부위인 선박의 본체 및 프로펠러에 호기성(aerobic) 미생물의 부착이 다양한 고등생물 종의 부착을 유발하여 선박의 기능에 영향을 미칠 수 있다5).

해양환경에서 부착미생물의 바이오필름 형성(출처: gettyimagesEDGE 128543004)

관련용어

유산균(Lactic acid bacteria), 군집(community), 진핵생물(eukaryotes), 독립생활(free-living), 부착생활, 생물막, 남세균(cyanobacteria), 공생(symbiosis), 기생(parasitism), 병원성(pathogenicity), 생합성, 고분자 물질(biopolymer), 다당류(polysaccharide), 캡슐(capsule), 점질층(slime layer), 핌브리아(fimbriae), 선모(pili), 질소고정균(nitrogen-fixing bacteria), 리조비움(Rhizobium), 콩과식물(legume), 질소고정(nitrogen fixation), 고균(archaea), 치아우식증, 무기영양(autotroph), 세포 외 물질(extracellular polymeric substance), 뮤탄스균(Streptococcus mutans), 캔디다 알비칸스(Candida albicans), 슈도모나스 속(Pseudomonas species)

집필

차재호/부산대학교

감수

석영재/서울대학교

참고문헌

1. Costerton, J.W., Lewandowski, Z., Caldwell, D.E., Korber, D.R., and Lappin-Scott, H.M. 1995. Microbial biofilms. Annu. Rev. Microbiol. 49: 711-745.
2. Metwalli, K.H., Khan, S.A., Krom, B.P., and Jabra-Rizk, M.A. 2013. Streptococcus mutans, Candida albicans, and the human mouth: a sticky situation. PLoS Pathog. 9, e1003616
3. Postgate, J. 1998. Nitrogen Fixation (3rd ed.). Cambridge: Cambridge University Press.
4. Grounta, A., Doulgeraki, A.I., and Panagou, E.Z. 2015. Quantification and characterization of microbial biofilm community attached on the surface of fermentation vessels used in green table olive processing. Int. J. Food Microbiol. 203, 41-48.
5. Woods Hole Oceanographic Institute. 1952. "The effects of fouling" Marine fouling and its prevention, United States Department of the Navy, Bureau of Ships.

동의어

부착생활, Attached living, attached living