한국연구재단(NRF)은 충북대학교 미생물학과 이성근 교수 연구팀이 남극해역 식물플랑크톤의 번성‧소멸과 탄소 순환에 관여하는 미생물 군집의 종류를 밝히고 관련 기작을 규명했다고 28일 밝혔다.
 
일반적으로 해양은 ‘식물플랑크톤’에 의해 1차 생산된 유기물이 심해로 격리되는 비율이 높지만 남극 해양은 이들 유기물 대부분이 미생물에 의해 분해되어 다시 이산화탄소로 방출되는 특징을 보인다.
 
 또한 남극 해양은 여름철 기온 변화로 ‘식물플랑크톤’의 종류와 활성이 급변하고, 이에 따라 탄소를 분해하는 미생물 군집도 변화한다.
 
이러한 현상은 남극 해양에 존재하는 미생물에 의한 것으로 추정됐지만 남극 해양의 저온 미생물은 배양이 어려워 원인 규명이 쉽지 않았다.
 
이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 미생물 유전자 발현체를 분석하여 ‘식물플랑크톤’ 번성 시기에 따라 관여하는 핵심 미생물의 종류가 달라짐을 밝혔다.
  
연구과정을 보면 기존의 미생물 배양방법 대신 해양 미생물 군집 전체에서 DNA를 추출하여 각각의 미생물 유전체를 재구성하는 메타유전체기술로 서남극 해역의 탄소순환에 관여하는 핵심 미생물의 유전체를 재구성했다.
 
이 연구결과에 의하면 이들 미생물 군집의 변화는 여름철 ‘식물플랑크톤’에 의해 생성되는 유기물 종류의 변화에 따른 것임을 확인하여 남극해역 미생물과 이들이 관여하는 탄소순환 원리를 규명했다.

이성근 교수는 “‘식물플랑크톤’이 번성하고 소멸하는 과정에서 생산된 유기물의 분해에 관련된 미생물의 유전체 및 대사경로를 밝혀 지구의 탄소 순환을 이해하는 기반을 마련하였다”고 말했다.
 
이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업과 극지연구소의 지원으로 수행됐고, 미생물분야 국제학술지 ‘마이크로바이옴(Microbiome)’에 2월 21일 게재됐다.