농업 현장에서는 은 나노 제품과 같은 항균력이 있다고 하는 상품들이 사용되기도 하는데 항균력이 우수한 제품을 개발하기는 살충제를 개발하는 것에 비하여 여간 어려운 것이 아니다. 흔히 경이로운 미생물이라고들 하는데 연구를 하다보면 정말로 미생물이 단순한 단세포 생물이 아니라는 생각들이 들 때가 한두 번이 아니다. 최고의 항균 효과를 발휘하기 위하여 병원균을 억제하는 능력이 있는 미생물들을 이렇게도 배양해보고 저렇게도 배양을 해 봐서 제일 많은 항균물질을 분비하는 조건을 찾는 것이 미생물 연구원들의 주된 업무이기도 하다. 수고스럽긴 해도 미생물의 최적 배양 조건을 찾아내서 제품화시키고 현장에서 항균제로 널리 사용되는 그러한 꿈을 꾸며 오늘도 연구소에서는 불철주야 미생물 농약 연구 개발에 힘쓰고 있다. “생존을 위해 긴장 풀질 않아” 미생물 특히, 세균 중에는 곰팡이를 억제하는 능력이 탁월한 녀석들이 간혹 관찰이 되는데 이 녀석들이 아무 때나 항균물질을 분비하는 것이 아니다. 주위에 병원균이 있을 때에만 비로소 항균물질을 분비해내고, 주위에 병원균이 없을 때에는 항균물질을 분비안하는 것이 실험으로 밝혀졌다. 주위에 적이 출현했을 때만 폭탄을 만들어 싸울 태세를 갖추는 것이다. 이 얼마나 영리한 녀석들인가! 하긴 항균물질을 만들어 내기 위해서는 미생물 내부에서는 DNA 합성에서부터 시작해서 다양한 효소들과 많은 에너지를 투입하여 적들을 사멸시킬 폭탄이나 미사일을 만들게 될 텐데 적이 출현도 안한 평상시에 무조건 만들지는 않는다는 것이다. 단세포 미생물 치고는 나름대로 효율을 높이기 위해 무진 애를 쓰며 열심히 살아가는 것이다. 1-2㎛(마이크로미터) 내외의 미생물 외부 표면에는 외부 환경이 어떤지에 대하여 감지를 하는 안테나들이 설치되어 있다. 이 안테나는 항상 작동하면서 외부 환경이 어떻게 변하는지 파악을 한다. 일종의 레이더와 같은 역할을 하는 것이다. 몇 시 방향에 병원균이 나타났는지, 외부 온도가 변하는지, 외부 습도가 변하는지 등 다양한 정보를 부지런히 모아서 내부에 있는 DNA(일종의 사령부)에게 전달을 한다. 미생물도 긴장을 풀지 않고 생존을 위해서 무진 애를 쓰는 것이다. 이렇게 전달된 정보를 토대로 DNA가 명령을 내린다. 가령 병원균이 나타나면 병원균을 죽일 수 있는 항균물질을 만들어 내도록 명령을 내려서 병원균을 물리치도록 하고, 먹이가 나타나면 먹이를 분해시킬 수 있는 효소를 만들어 내도록 명령을 내리기도 한다. 미생물 사멸의 확실한 방법 ‘건조’ 외부 온도가 높아지면 고온에서도 살아갈 수 있는 형태로 몸을 바꾸기도 하고, 급격히 온도가 떨어지면 내부 기관들이 얼지 않도록 어는점이 낮은 단백질들을 만들어 자기 몸을 얼지 않도록 보호한다. 이렇게 복잡한 기작들이 현미경으로만 볼 수 있는 아주 작은 미생물에서 발생하고 있으니 이 얼마나 똑똑한 미생물인가 말이다! 이렇게 미생물 내부에서는 외부 환경에 민감하게 반응하고 적절한 대처를 하게 되는데 어떻게 외부 환경을 정확하게 파악을 하는 것일까? 미생물은 수시로 외부로 전령과 같은 물질을 내보낸다. 미생물 몸 밖으로 분비된 이 전령 물질들이 외부 환경을 감지하고 돌아오거나 외부에 나갔던 전령 물질이 파괴되면서 흘러나온 물질들을 통해 직간접적으로 정보를 전달해 주는 것이다. 그런데 전령 물질들은 움직이거나 운동성이 있지는 않다. 단지 물에 흘러 다니면서 외부 환경을 파악하는 것이다. 만약에 미생물 밖에 물이 없다면 어떻게 될까? 외부가 말라서 건조 조건이 유지되면 전령 물질을 흘려보낼 수가 없게 되고, 지금 바깥에서 어떤 일들이 벌어지고 있는지에 대한 정보를 전혀 파악하지 못 한 미생물들은 급변하는 외부환경에 대처하지 못하고 그대로 사멸하게 되는 것이다. 그래서 미생물들이 살아가기 위해서는 적당한 수분이 필수불가결한 것이다. 그래서 건조는 미생물을 사멸시키는 확실한 방법 중에 하나이다. 우리에게 친숙한 ‘바실러스’ 세균 세균 중에 바실러스(Bacillus)라고 하는 미생물이 있다. 현미경으로 보면 막대기처럼 길쭉하게 생겼다고 해서 붙여진 이름이다. 현미경으로 관찰해서 기다랗게 생긴 녀석들을 통털어 바실러스라고 하는 것이니까 얼마나 많은 세균들이 바실러스라고 불릴까는 상상에 맡기겠다. 이 바실러스라는 세균은 외부 환경이 급격히 악화되었을 때에 특이하게 생존하는 노하우가 있다. 다름 아닌 자기 몸에서 당장 필요하지 않은 것들은 다 버려버리고 생존에 꼭 필요한 것들만 챙겨서 자기 몸을 두꺼운 껍질로 겹겹이 쌓아놓는다. 얼핏 보면 죽은 것처럼 보이기도 한다. 왜냐하면 아무런 움직임이나 대사활동이 안 일어나기 때문이다. 식물의 씨앗과 같은 개념으로 생각하면 아무래도 이해가 좀 빠를 것이다. 이렇게 두터운 껍질로 철저하게 보호를 하고 있는 상태를 포자라고 한다. 포자는 100℃가 넘는 환경 조건에서도 죽지 않고 얼음에서도 죽지 않는다. 그러다가 외부 환경이 호전되면 껍질을 벗어버리고 일상으로 돌아오게 된다. 몇 안 되는 세균이 이렇게 포자를 형성할 수 있는 능력을 지녔는데 우리에게 친숙한 바실러스 세균이 포자를 형성하여 농업용에 널리 사용되고 있다. |
