미생물의 신비로운 능력

 미생물이 지닌 독특한 생리적 연구와 응용은 현재 세 가지 방향에서 진행되고 있습니다.

첫째, 가장 중요한 방향은 미생물의 힘을 직접 이용해서 식량이나 각종 화학물질을 대량으로 생산해 내는 것입니다.

최근 15-20년간에 약 1천 건의 화학반응을 일으키는 다수의 미생물이 연구실의 시험관이나 플라스크로부터 공장의 장치로 옮겨졌습니다. 그리고 이들 미생물의 도움으로 지금까지 입수할 수 없었던 다수의 항생물질이나 비타민류(B12, D2)가 합성되었습니다. 예를 들면 부신피질 호르몬의 일종인 코티존의 제조에 미생물을 이용했더니 제조 공정이 매우 간단할 뿐만 아니라 코티존의 제조에 들어가는 비용이 놀랍게도 100분의 1로 떨어졌습니다. 또 화학적인 제조법으로는 비용이 매우 비싸게 먹히는 니코틴산(비타민 PP)도 미생물을 이용해서 제조하는 방법이 개발되었다.

 

1970년에 화학자들은 과학 아카데미의 미생물 화학 생리학 연구소의 미생물학자들에게 도움을 요청했습니다. 그들은 공업에 필요한 새로운 중합체(polymer)-탄성이 풍부한, 더구나 내열성이 뛰어난 재료를 만들어 냈습니다. 그러나 그 중간물질의 제조공정을 개발하는 일이 도저히 불가능했기 때문이었습니다. 미생물학자들은 화학자들이 필요로 하는 전화 반응을 거침없이 해치우는 미생물을 자기 수중에 있는 미생물 중에서 찾아냈던 것입니다.

미생물을 이용하는 두 번째 방향은 화학반응과 생물학적 과정을 병용한 공정을 개발하는 일입니다.

이것은 약간의 화학물질을 만드는 데에 생물학적 방법과 화학적 방법을 결합하는 편이 기술적으로도 유리한 경우에 이용됩니다. 예를 들면 처음에 아미노 페니실린산이 순수한 화학적 방법으로 합성하고, 이어서 거기에다 미생물을 이용하여 각종 아미노산을 만들어 냅니다. 또 하나의 예는 스테로이드 호르몬의 제조입니다. 그때 미생물은 산화와 관계가 있는 개개의 화학반응을 가장 정확하면서도 간단하게 해치우는 것입니다.

세 번째의 방향은 바이오닉스적, 즉 생물공학적인 방법입니다.

이미 알려진 화학적인 방법보다도 미생물쪽이 훨씬 안전하면서도 경제적입니다. 일련의 화학반응 과정을 확인한 과학자들은 그 생물이 사용하는 원리를 실제 생산에 응용하려고 시도하였습니다. 생물이 사용하는 '화학공정'의 비밀을 파헤쳐서 그것을 실용화하는 일은 현재 바이오닉스의 가장 중요하면서도 발달이 되어가고 있는 부문입니다. 이들의 비밀의 일부는 이미 과학자들의 손에 의해 밝혀졌고 20종류 이상의 단백질, 주로 효소의 공간적 구조가 밝혀지고 있습니다.

 

이들 물질의 연구에는 최신의 방법과 과학적인 수단(분광 분석, X선 분석, 전자현미경, 컴퓨터, 트레이서 원자 등)이 사용되고 있습니다. 그렇지만 연구가 더욱더 진행되면 그에 기초해서 효소의 뛰어난 특성을 구비한, 효소와 비슷한 물질을 만들어 내는 일도 가능하게 될 것입니다. 피드백의 원리를 이용해서 세포에서 일어나는 과정을 제어하는 장치를 완성할 날도 멀지 않았습니다. 미생물이 일으키는 과정을 밝혀서 그것을 모델화 하는 연구가 진척되면 가까운 장래에 수많은 화학적=기술적 공정을 근본적으로 변경하는 일이 일어날 것입니다. 바이오닉스의 새롭고도 유망한 한 부문인 화학적 생물공학이 지금 우리들 눈앞에서 태어나고 있는 것입니다.