박테리아를 이용한 자성 나노입자의 제조

전문가 제언

자성을 띤 수생 박테리아는 기묘한 자연적 현상으로서 그것들은 주변의 용액으로부터 철분을 흡수하여 지질소포(lipid vesicle) 내에 나노자성입자로 이루어진 마그네토솜(magnetosome)이라 불리는 사슬을 만든다. 따라서 이 박테리아는 자력선을 따라 정렬하고 수영하는 능력을 보인다. 사슬을 이루는 나노입자들의 크기와 형상은 박테리아에 따라 다르지만, 그 생성과정은 종류별로 엄격하게 제어된다. 따라서 이 단순한 세포들은 다양한 형태의 나노스케일 자석을 생물학적 정밀도로 합성할 수 있는 놀라운 능력을 가지고 있다. 나노입자의 조성을 생체 내(in vivo)에서 조절하여 자기적 성질을 조율할 수 있을 뿐 아니라, 그것들이 지질막(lipid membrane) 내에서 만들어지기 때문에 원천적으로 생체 적합성을 보유한다. 따라서 이 박테리아를 이용하여 생명공학과 연관된 실용적 나노자석을 개발할 수 있을 것으로 보인다.

 

이 박테리아는 한 벌의 생물광화(biomineralization) 단백질들을 이용하여 마그네토솜 소포를 만들고, 철 이온을 수송하며, 자성 나노입자의 핵생성 및 결정성장을 제어할 수 있음이 밝혀졌다. 이 단백질들은 ‘마그네토솜 섬(magnetosome island)'이라 불리는 박테리아 게놈 한 부분의 유전자에 기록되어 있다. 이 박테리아는 전 세계의 연못, 강, 바다 등에 흔하게 분포되어 있지만, 그 자연적 환경을 떠나서 배양하는 것은 극히 어렵다. 따라서 과학자들은 이 박테리아의 마그네토솜 생체합성 유전자 코드를 빠르고 쉽게 배양할 수 있는 다른 박테리아에 이식하고자 오랫동안 노력했지만 성공을 거두지는 못하였다. 그러나 최근에 Schuler 등(Nature Nanotech., 9, 193, 2014)은 자성 박테리아(Magnetospirillum gryphyswaldense)의 마그네토솜 섬의 유전자 클러스터를 광합성 박테리아(Rhodospirillum rubrum)로 이식하여 마그네토솜의 생물합성을 일으키는데 성공하였다.

저자

Sarah Staniland,

자료유형

연구단신

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

9()

잡지명

Nature Nanotechnology

과학기술
표준분류

재료

페이지

163~164

분석자

심*주

분석물

• 박테리아를 이용한 자성 나노입자의 제조.pdf [248,666 byte]

이미지변환중입니다.