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노린재의 장에는 노린재와 서로 돕고 사는 미생물이 있는데, 이 미생물을 대장균으로 바꿔버렸대! 색깔이 누렇게 변한 것 같은데, 저 노린재 괜찮은 거 맞을까? 장내 미생물을 바꾼 노린재를 만나 봤어.

반가워. 자기소개 해주겠니?
저는 갈색날개노린재예요. 녹색 몸통에 갈색 날개를 가진 노린재과 곤충으로, 몸 길이는 약 10mm지요. 저의 장에는 판토에아라는 미생물이 사는데, 저와 서로 돕고 사는 공생관계를 맺고 있어요. 
8월 4일 일본 국립산업과학기술원 생물생산연구소 타케마 후카수 연구원팀은 갈색날개노린재의 장에 있는 판토에아를 제거하고 대신 사람의 장에 사는 대장균을 넣어 인위적인 공생관계를 만들고 어떤 일이 일어나는지 관찰했습니다. 그 결과 노린재와 미생물의 공생관계가 어떻게 형성되는지 분석했다고 발표했습니다.

무슨 일이 일어났어?
갓 태어난 노린재의 장에 대장균을 넣었더니, 대장균을 넣은 노린재 중 5%에서 10%만이 살아남았어요. 살아남은 노린재는 판토에아가 사는 노린재보다 몸이 작아지고, 초록색에서 갈색으로 몸의 색이 변했지요. 대장균을 넣은 노린재가 건강을 유지하지 못하게 된 것을 알 수 있습니다.

그런데도 공생관계의 진화 과정을 파악했어?
연구팀의 실험은 여기서 끝나지 않았어요. 연구팀은 대장균을 넣은 뒤 살아남은 노린재 중 가장 건강한 노린재를 골라냈어요. 이 노린재의 장에서 대장균을 수집한 뒤 갓 태어난 노린재에 접종했지요. 이 노린재 중에서 다시 건강한 노린재를 찾아 대장균을 뽑아내 새로운 노린재에 접종하는 과정을 반복하며, 판토에아가 사는 노린재만큼 건강해질 때까지 실험했어요. 그리고 건강해진 노린재의 대장균을 채취해 대장균의 유전자를 분석해 어떤 변화가 일어났는지 관찰했어요.

어떤 변화가 있었어?
연구팀은 건강한 노린재의 장에 사는 대장균에 다른 대장균과 달리 돌연변이 유전자 하나가 생긴 것을 발견했어요. 연구팀은 이 유전자가 소화된 물질 중 불필요한 탄소 물질을 제거하는 것과 관련이 있다고 추측하며, “대장균에 생긴 돌연변이 유전자가 어떻게 그러한 차이를 만들었는지는 연구가 더 필요하다”고 분석했습니다. “이 단서로 공생관계가 형성되는 과정을 목격할 수 있었다”고도 말했어요.