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생물지구화학을 위한 분자기술의 여명

전문가 제언: ○ 생물지구화학은 광범한 범위의 공간과 시간 척도를 뛰어넘는 생태계에 관한 인간과 자연의 영향을 다루는 역동적 과학 분야로 나타났고, 지구계에서 지질학, 화학 및 생물학과 밀접히 연결되어 있다. 생물지구화학 연구는 기권(氣圈), 수권(水圈), 생물권 및 지권(地券)간 또는 각권 내에서의 발생하는 상호작용 및 프로세스를 대상으로 해야 하기 때문에 여러 학제 간의 통합적 접근법이 불가피하게 필요하다.

○ 지구적 변화와 같은 큰 규모의 반응 및 기초를 이루는 반응조절 프로세스를 이해하기 위해서는 다중의 공간 및 시간의 척도를 뛰어 넘는 연구가 필요하다. 다중 척도의 교량적 역할을 하기 위해서는 모델을 설정하는 노력이 중요하다. 이들 모델들은 우리가 복합계를 이해하는데 알려진 지식 및 지식의 격차 등을 흡수하여 동화하는데 도움이 된다. 화학적 현상(특히 표면화학) 및 미생물 다양성에 분자기술을 통합하는 것은 이 주어진 척도에서 많은 생물지구화학 프로세스와 생태계 기능이 결정될 수 있게 해줌으로 아주 중요하다고 판단된다.

○ 지구화학자들은 블랙박스(기능은 알 수 있으나 내용은 알 수 없는 장치)로써 미생물 모델링을 넘어서는 생물지구화학 프로세스를 이해하는 노력이 필요하다. 이를 위해서는 완전한 미생물 게놈 서열로의 접근, 미생물 내의 유전자 활성 감시기술, 구성 원소 조성측정, 동위원소 조성비 및 광물 표면화학 기술 등이 필요하다. 게놈은 신진대사 능력에 관한 정보전달과 동시에 유전자 조절을 하게 되어 진화가 발생하는 분자 메커니즘의 탐구를 가능케 해 준다.

○ 지구화학 전망으로부터 새로운 게놈서열은 하나의 금광을 상징한다. 분자를 전달하는 생화학적 절차를 가지는 유전자에 의하여 기호화된 단백질은 자연환경에서 중요하다. 이들 효소는 과거 3~4Gyr(109년)동안 분자수준에서 지구적 원소순환을 매개하였다. 새로운 유전자 및 게놈서열은 전에 예상치 못했거나 설명되지 못한 것, 즉 광물광상 형성, 기후조절 및 표면산화 상태 등과 같은 지구물질과 미생물 간의 상호작용을 규명해 준다. 현대 분자기술과 생물지구화학의 통합은 지구를 형성하는 프로세스 모델개발과 생태계연구에 크게 기여할 것이다.

저자: Zak, DR; Blackwood, CB; Waldrop, MP
자료유형: 학술정보