방사선을 맞아도 멀쩡한 미생물의 생존 방법이 뭔가요??
안녕하세요.
우주에서도 살아남는 미생물이 있다고 하는데요. 이런 미생물도 분명 dna 같은 어떤 체계로 되어있을텐데 그런 dna같은게 방사선을 맞으면 변형이 될텐데 어떻게 생존할 수 있는건가요??
안녕하세요 생명과학 전문가 이상현 입니다.
해당 미생물들은 다른 미생물들과 달리 방사선 저항성을 가지는 단백질을 만들어낼 수 있다는것을 밝혔다고 합니다.
이 단백질은 방사선 조사에 의해 손상된 DNA를 복구할 뿐더러 이 단백질을 만들어내는 유전자의 발현자체도 조절하는것으로 알려졌다고 합니다.
그 예시로 크립토코쿠스는 BDR1이라는 단백질을 만들지 못하는경우 방사선 저항성이 감소하는 결과를 보였다고 합니다.
외부 방사선에 의해 디엔에이가 변화되어도 오랫동안 사는 생물들의 경우에는 DNA가 변화되어도 만들어지는 기능 단백질에 큰 이상이 없을 가능성이 높습니다. 또한 변형된 디엔에이를 더 효율적으로 수리하는 능력이 있기 때문에 외부에서 생존을 할 수도 있습니다
네, 맞습니다, 방사선에 노출되면 DNA와 같은 생물학적 분자가 파괴될 가능성이 있습니다.
방사선에 노출된 DNA에는 물리적 손상이 발생해 염기 서열의 변형과 파괴가 발생합니다. 그러나 모든 세포가 사멸하는 것은 아니며, 손상된 세포들은 빠른 시간 내에 회복을 시도합니다.
특히, 방사선에 강한 미생물인 '데이노코커스 라디오두란스’는 이러한 DNA 손상을 효과적으로 복구하는 능력을 가지고 있습니다. 이 미생물은 DNA가 손상되면 특정 단백질들이 작용하여 손상된 DNA를 복구하는 메커니즘을 가지고 있습니다. 이러한 복구 메커니즘이 방사선에 노출된 세포의 생존률을 높이는 것이죠.
'데이노코쿠스 라디오두란스'와 같이 방사선에 강력한 저항성을 보이는 생명체의 경우에는 DNA 수리 능력이 뛰어난 것이라고 할 수 있습니다. 방사선을 조사하면 이중가닥 DNA이던 단일가닥 RNA이던 염기 단위로 분리되는데 일반적으로 사람에게는 이런 치명적인 손상을 수복할 수 있는 기작이 없으나 데이노코쿠스 라디오두란스와 같은 생명체는 이를 수복할 수 있는 효율적인 손상 복구 메커니즘을 갖고 있는 것입니다.
안녕하세요. 박창민 수의사입니다. 방사선을 맞아도 생존하는 미생물은 여러 종류가 있으면 종류마다 생존 방식이 다릅니다. 물곰(tardigrade)같은 경우는 형광 색소기가 유해 자외선을 청색광으로 전환 방사선을 견딜 수 있지 데이코커스 라디두란스 같은 경우는 표면에 생긴 혹들이 유해 물질을 배출하는 것을 알려져 있습니다. 감사합니다.
방사선에 저항성을 갖는 미생물들은 방사선 저항성 단백질을 만들 수 있는 유전자를 가지고 있습니다.
현재 다양한 방사선 저항성 단백질들이 연구되고 있습니다.
이 단백질들은 각 미생물 마다 다양한 메커니즘으로 방사선에 저항성을 갖도록 합니다.
다양한 매커니즘이 있지만 일반적으로 방사선 저항성 단백질은 방사선에 노출되면 활성화 되고 방사선에 의해 파괴된 유전자를 복구하거나, 세포의 여러 파괴된 부분을 빠르게 복구하는 기작을 유도한다고 합니다.
우주에서도 살아남을 수 있는 미생물 중 가장 대표적인 미생물은 데이노코커스 라디오두란스(Deinococcus Radiodurans)라는 극한 미생물입니다. 이 미생물 역시 방사선에 조사되면 DNA가 손상됩니다. 그러나 DNA가 손상되었을 때 이를 빠르고 효율적으로 복구할 수 있는 능력이 매우 뛰어납니다. 조금 자세히 설명드리면 방사선으로 인해 생긴 DNA의 유리화-단편화-된 부분들을 다시 잘 연결할 수 있습니다. DNA복구를 위한 여러 복잡한 경로를 가지고 있기 때문입니다.