<h2>난배양성 미생물의 배양</h2><p>환경에 존재하는 대부분의 미생물은 실험실에서 배양되지 않는 것으로 알려져 있다. 실험실의 환경이 그들이 존재하는 환경과 다르기 때문에 대부분의 미생물들이 실험실에서 배양할 때 동면하는 생물처럼 휴면상태에 있기 때문이다. 이러한 미생물은 분자생물학적인 기술이 발전함에 따라 더욱 명확하게 확인할 수 있게 되었으며, 난배양성 미생물로 분류되어 그것을 분리, 배양하기 위한 여러가지 노력이 진행되고 있다. 이번 실험에 사용한 FPMT를 이용한 in situ 배양기술은 그러한 노력 중 하나로 아래의 여러가지 이유로 난배양성 미생물을 성공적으로 배양 할 수 있었던 것으로 판단된다. 첫째 in situ 배양을 함으로서 미생물이 자라는데 영향을 주는 여러 물질들을 공급할 수 있었다. 다양한 환경에 따라 미생물 성장에 큰 영향을 주는 유기, 무기 화학 물질이 존재하는데, FPMT는 이러한 화학물질이 하부의 \( 0.45 \mu \mathrm{m} \) filter를 통해 유입될 수 있도록 하였고 따라서 난배양성 미생물이 자라는데 큰 역할을 하였을 것이다. 둘째로 FPMT 배양장치 하부의 좁은 입구와 \( 0.45 \mu \mathrm{m} \) filter가 과도한 미생물의 유입을 막아 난배양성 미생물이 자라는데 방해가 되는 성장이 빠른 미생물의 다량 유입을 억제 할 수 있었던 것도 이유가 될 수 있었을 것이다. 성장이 빠른 r-strategy 미생물을 격리하여 난배양성 미생물을 분리, 배양하는 single cell (high throughput) 배양기술은 이미 그 효율성이 입증되었고 널리 사용되고 있는 방법이다. 이번 실험에서 사용한 FPMT는 비록 single cell 배양기술처럼 엄격하게 미생물 개체를 분리하지는 않지만 \( 1 \mathrm{~mm} \)의 좁은 토양시료가 접촉되는 부분과 \( 0.45 \mu \mathrm{m} \) filter의 미생물이 통과하는 입구는 미생물의 유입을 최소화 시켰을 것이라 판단된다. 마지막으로 FPMT에서 발생 하는 확산(diffusion)효과는 난배양성 미생물의 배양을 도왔을 것이다. FPMT 장치 하단의 \( 0.45 \mu \mathrm{m} \) filter는 화학물질의 유입뿐만 아니라 배지의 영양분을 방출시키는 작용을 하고 있다. 시간에 따라 감소되는 영양분의 농도는 빈 영양을 선호하는K-strategy 미생물의 성장에 유리하게 적용되었을 것이고 난배양성 미생물이 K-strategy에 속하는 경우가 많다는 사실로 보았을 때, 이것은 난배양성 미생물을 분리할 수 있었던 원인이 되었을 것으로 사료된다.</p><h2>다른 in situ 배양 기술과 비교</h2><p>본 실험에서 FPMT를 이용한 배양 기술은 난배양성 세균을 효율적으로 분리 하였을 뿐 아니라, 다른 in situ 배양기술과 비교하여 여러 장점을 나타내었다. 첫째, 이전 in situ 배양기술과 비교하여 그 절차를 간편하게 하였다. 이미 그 효율성을 입증한 대표적인 in situ 배양기술인 diffusion chamber, hollow-fiber membrane chamber 등의 경우 배양 초기단계에 환경에서 시료를 채취한 후 그 안의 세균 개체 수를 현미경으로 파악한 후 적절하게 희석하여 재 배양하는 과정을 가지고 있다. 하지만 FPMT의 경우 시료가 접촉되는 \( 1 \mathrm{~mm} \)의 좁은 부분과 \( 0.45 \mu \mathrm{m} \)의 filter를 통해 현장에서 적절한 수의 미생물을 자동적으로 유입시키는 구조이므로 그러한 절차를 생략할 수 있어 배양방법이 비교적 간편화 되었다. 또한 소형화하여 한장치에 다수의 chamber를 병렬로 배치함으로 인해 diffusion chamber와 같이 한 장소에 여러 개의 장치를 제작, 설치할 필요가 없다. 소형화 된 다수의 chamber를 보유한 in situ 배양기술로는 hollow-fiber membrane chamber가 있으나 전체적인 장비의 크기가 매우 크고 특수한 필터를 사용하는 등 제작과 설치가 까다로워 FPMT를 이용한 배양방법이 훨씬 간편화 된 것으로 판단된다. 둘째, FPMT의 독립된 chamber로 인해 다양한 배지를 적용할 수 도 있다. 이번 연구에서는 한가지 종류의 배지만 사용하였지만 앞으로 여러 종류의 다양한 배지를 FPMT에 적용할 수 있다. 예를 들어 현장환경에 따라 \( \mathrm{pH} \)나 염분도 등을 다양하게 적용할 수도 있고, 목적이 되는 미생물을 배지를 다르게 하여 다양하게 배양할 수도 있다. 특히 난배양성 미생물 배양 방법에 사용되는 빈영양 배지와 gellan gum과 같은 gelling agent를 다르게 첨가한 배지 및 현장시료 추출배지 등을 다양하게, 동시에 FPMT에 접목시킨다면 난분해성 미생물 분리를 위한 큰 시너지 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.</p>
왜 환경에 있는 대다수의 미생물을 실험실에서 재배할 수 없는가?
실험실의 환경이 그들이 존재하는 환경과 다르기 때문