금속 분해 미생물 중 슈와넬라균에 대해 궁금합니다?

Question

슈와넬라 일부 종류는 연료전지에 사용되는 걸로 알고 있습니다. 전자방출을 한다고 하더라고요. 슈와넬라는 산소가 없을 때 금속을 분해해 에너지원으로 쓴다는데요, 혹시 슈와넬라를 산소가 있는 환경에서 금속과 함께 배양한다면, 금속 분해 기작은 아예 일어나지 않는 것인가요?

Answer 1

말씀하신대로 슈와넬라는 산소가 없는 환경에서 금속을 분해하여 에너지를 얻는 특성을 가진 미생물입니다.

하지만 산소가 있는 환경에서도 슈와넬라는 금속과 상호작용하며, 금속 분해 기작이 완전히 멈추는 것은 아닙니다. 다만, 산소 존재 여부에 따라 금속 분해 기작의 양상과 효율이 달라집니다.

먼저 슈와넬라는 혐기성 호흡을 통해 금속 산화물을 전자 수용체로 사용하여 에너지를 얻습니다. 이 과정에서 금속 산화물이 환원되어 금속 이온으로 분해되며 이러한 특성 때문에 슈와넬라는 미생물 연료 전지, 폐수 처리, 중금속 제거 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 것입니다.

그런데 만일 산소가 있다면 슈와넬라는 호기성 호흡을 통해 산소를 전자 수용체로 사용하여 에너지를 얻습니다. 즉, 산소가 존재하면 슈와넬라는 산소를 우선적으로 사용하기 때문에 금속 산화물 환원 효율이 감소하는 것입니다.

따라서 슈와넬라를 산소가 있는 환경에서 금속과 함께 배양한다면, 금속 분해 기작이 아예 일어나지 않는 것이 아니라, 그 효율이 낮아질 수 있는 것입니다.

Answer 2

슈와넬라균은 혐기성 조건에서 금속 이온을 최종 전자수용체로 사용해 전자를 방출하지만, 산소가 있는 환경에서는 산소가 더 높은 친화력을 가진 전자수용체이기 때문에 금속보다는 산소를 우선적으로 사용합니다. 따라서 산소가 존재하면 금속 분해 기작은 거의 일어나지 않거나 매우 제한적으로만 작동하게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 박창민 수의사입니다. 슈와넬라균은 혐기성 환경에서 우라늄, 철 등의 금속 이온을 이용해 전자를 교환하게 됩니다. 슈와넬라균은 흙과 물에 서식하는 박테리아이며 금속을 흡수하여 에너지를 생산합니다. 따라서, 혐기성 환경이 필수입니다. 감사합니다.