12. 미생물의 종류 -2

지난 포스팅을 통해 알아본 미생물의 종류 중 하나인 박테리아에 이어 효모, 사상균, 조류에 대하여 살펴보도록 하겠습니다.

 

A. 효모

효모(酵母, yeast)는 단세포이지만 때로는 사상균(狀) 또는 위균사(僞菌絲, pseudomycelium)를 보이기도 합니다. 정상 크기는 1~5μm, 길이는 5~30μm이지만 환경 조건에 따라 변이가 심하고 계란형, 구형(球形), 서양배 형, 사상형(絲狀形), 소시지 형 등 균주에 따라 차이가 있습니다.
효모의 성장은 대부분 출아(budding)에 의해, 일부 종은 분열에 의해 이루어집니다. 모세포(母細胞, mother cell)에서 출아한 것을 낭세포(細胞, daughter cell)라고 합니다. 출아한 다음에는 출아가 이루어진 부위에 출아흔(出芽痕, bud scar)이 남습니다.
환경 조건이 좋지 않으면 세포에 자낭(ascus)이 형성되고 그 안에서 1~6개의 자낭포자(ascospore)가 생성됩니다. 그러나 일부 균주는 포자를 형성하지 않습니다.
효모는 박테리아보다 산에 대한 내성이 강하기 때문에 오염 가능성을 줄이기 위해 낮은 pH에서 배양합니다. 배양 온도는 균종에 따라 다르지만 대부분 20~28℃에서 잘 자랍니다. 효모를 배양할 때는 박테리아 성장을 억제하는 등 필요에 따라 항생제를 첨가할 수 있으며, 이 경우 산과 열에 대한 안정성이 높기 때문에 chloramphenicol을 주로 사용합니다. Streptomycin이나 oxytetracycline 등은 일부 효모의 성장을 억제하므로 피해야 합니다. 곰팡이의 성장을 억제하기 위해서는 0.1% propionic acid를 첨가하여 배양하는 것이 좋습니다.

B. 사상균

사상균(菌, mold)은 일반적으로 폭 10~30μm의 필라멘트 가지로 이루어진 균사(菌絲, hyphae)로 구성됩니다. 포자를 생성하고 광합성 없이 증식하는 미생물로 통칭하는 가장 진보된 미생물 범주입니다. 균사가 모여 있는 균사체(菌絲體, mycelium)를 형성하기 때문에 곰팡이라고도 합니다. 영양 세포(vegetative cell)인 균사체에 대하여 생식 세포는 포자가 형성되는 자실체(fruiting body)를 가지고 있습니다.
많은 종류의 곰팡이는 유성(有性) 또는 무성 포자(無性胞子)를 형성하는 수명 주기(life cycle)를 가지고 있습니다. 증식의 형태는 심층 배양(深部培養, 액침배양, submerged culture) 및 표면 배양(surface culture)과 같은 배양 조건에 따라 달라집니다. 액체 배양에서는 균사체가 가지를 치는 동안 증식 형태가 수행됩니다. 배양액의 교반 상태의 강도와 약점에 따라 섬유질(filamentous), 플록(floc), 펠릿(pellet) 등 다양한 형태가 나타납니다. 표면 배양에서는 균주에 따라 외부 특성을 구분할 수 있지만 액체 배양에서는 일반 펠릿이 형성되어 배양액의 점도가 높아집니다. 생명공학에서 자주 사용되는 곰팡이는 산업적으로 유용한 2차 대사산물을 체외로 많이 분비하여 장, 주류 등 발효 식품을 만들고 식품 산업용 효소, 유기산을 생산하며 항생제 및 효소 제제와 같은 의약품을 생산할 수 있다는 장점이 있습니다.
특히 곰팡이는 주로 분해할 수 있는 효소를 포함한 많은 종류의 효소가 곰팡이 외부에서 분비되기 때문에 산업용 효소 생산에 중요합니다.

 

C. 조류

조류(藻類, algae)는 단일 세포에서 다세포 세포까지 다양하며, 일부는 복잡한 수명 주기를 가지고 있습니다. 엽록소가 있고 광합성 능력이 있어 증식을 위해 빛이 필요합니다.
조류에는  남조(藻, blue-green algae)・녹조(藻, green algae)・홍조(紅顔, red algae)・갈조(褐藻, brown algae)・규조(硅藻, diatom) 등이 있습니다. 조류 중 식량 자원으로 주목받고 있는 클로렐라(Chlorella)와 스피룰리나(Spirulina)는 각각 녹조류와 남조류에 속합니다. 이 중 남조류는 박테리아로 분류되기도 합니다.

 

이러한 미생물 분류는 크게 형태학적 차이에 의해 분류됩니다. 광학 현미경은 주로 미생물의 형태학적 연구에 사용됩니다. 세포의 외부 구조는 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)을 통해 자세히 드러나고, 내부 구조는 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM) 활용 기술의 발전으로 자세히 드러납니다. 
미생물의 종류와 분류 기준, 형태학적 차이를 확인하며 배양 환경에 대하여 고민하게 되고 생물공학에서도 다양한 분야에 맞게 각 미생물을 필요에 따라 사용하는 것을 알 수 있었습니다. 다음 포스팅에서는 균체의 구성성분과 물리적 성질을 확인해 보도록 하겠습니다.