X-프로젝트
(2018)
미생물 언어 번역기 모델 제작을 위한 소리와 Escherichia coli K-12의 소리반응 유전자의 관계 분석 연구
우리와 마찬가지로 미생물도 사회적 생명체로 알려져 있다. 미생물은 화학적 기작뿐만 아니라 물리적인 기작을 통해 서로 소통한다. 물리적 기작은 소리파, 전자기파, 전류 등을 매개체로 이용한다고 알려져 있는데, 연구 결과에 따르면 미생물은 특정 소리를 만들어 내기도 하고, 특정 소리에 반응하기도 한다. 사람의 말(언어)이 소통을 위해 ‘구조화된 소리’이 듯이, 미생물이 만들어 내는 소리와 그들이 반응하는 소리를 분석 및 구조화하면 미생물과 소통할 수 있는 번역기 모델을 만들 수 있지 않을까? 대화는 특정 정보를 ‘주고’ ‘받는’ 일련의 과정인데, 본 연구에서는 이를 분리하여 ‘주는’ 신호에 어떠한 반응을 보이는지에 집중하려 한다. 즉, 미생물에게 특정 소리를 들려 주고 그에 따른 유전자적 변화를 확인하여 그 신호가 미생물에게 어떠한 의미인지 알아보고자 한다. 이를 통해 미생물과의 대화를 가능케 하는 번역기 모델 제작에 기초 데이터로 활용하고자 한다.
디지털로 합성된 white noise를 저음, 중음, 고음의 세 음역대로 filtration하여 Low Frequency Range (LFR: 20 ~ 200 Hz), Mid Frequency Range (MFR: 200 ~ 2000 Hz), High Frequency Range (HFR: 2000 ~ 20000 Hz)로 만들고, 이에 노출 되었을 때, up/down regulation되는 E.coli K-12의 유전자를 확인 하였다. 또한, 소리에 노출되었을 때, 생장곡선이 달라짐도 확인하였다.
위의 연구 결과에서 볼 수 있듯이, E. coli K-12가 세가지 음역대의 소리(LFR, MFR, HFR)에 노출 되었을 때, 그들의 생장 곡선에 변화가 오고, 여러 RNA의 expression level이 달라졌다. 지금까지 발표된 논문에 의하면 특정한 소리에 의해 생장이 촉진/억제되거나, 세포의 크기가 변하거나, 대사물질이 달라지거나 하는 등의 결과는 있었지만, 유전자에 미치는 영향을 직접적으로 본 연구 결과는 없었다. 따라서 본 연구결과는 관련 연구 분야에 새로운 증거를 제시하는 의미가 있다.
Credit
지원: 한국연구재단
주관연구기관: 제주대학교
연구자: 김대희, 운노 타쯔야
Dey Kim 