아메바와 박테리아의 색다른 역할

노랑먼지곰팡이​​(Dictyostelium discoideum)는 아메바 모양의 단세포 생물이지만, 식량이 부족하면 서로 모이는 것으로, 굼벵이 모양의 이동이라는 다세포 집합체로 변신 사회성 아메바라는 것도 있다. 2011년 노란색먼지곰팡이가 세균을 운반 적절한 위치로 기르는 농업 같은 것을 하고 있다는 발표가 세계에서 가장 작은 농가로 미디어에서 화제가 되었다.

워싱턴대학과 하버드대학의 공동 연구팀에 의해 노란색 먼지곰팡이는 먹이가 되는 세균뿐만 아니라, 자신을 지키기 위한 세균도 보유하고 있는 것으로 나타났다. 또한 먹이가 되는 식용 박테리아는 자신을 보호하기 위해 비식용 세균이 변이된 모습인 것도 밝혀졌다. 식용 박테리아는 비식용 박테리아에서 다양한 변이를 일으키고 있었지만, 단 하나의 돌연변이에 의해 게놈의 10%의 발현에 영향을 주는 먹이를 얻고 있는 것으로 나타났다.

이 돌연변이에 의해 유전자 발현이 촉진되고 또한 유전자 발현이 억제되는 것 같다. 일반적으로 이렇게 큰 변이는 생존에 치명적이다 것이지만, 생성하는 화학 물질을 변화시켜 포식 가능해 진다고하는 놀라운 효과를 준 것 같다. 노랑 먼지곰팡이가 농업을 한다는 발견은 워싱턴 대학의 David Queller 박사와 Joan Strassmann 박사의 연구실의 일원인 Debra Brock 박사에 의해 라이스 대학에 소속해 있던 당시 이루어졌다. 

노랑 먼지곰팡이를 연구하는 Brock 박사가 현미경에서 관찰을 하고 있었는데, 매우 이상한 행동을 취했다, Brock 박사는 노란색 먼지 곰팡이에서 배양 접시에서 전혀 달라보이는 두 그루의 세균을 분리하는 데 성공했다. 그러나 외형적으로는 전혀 다른것 같았다.  2주후 박테리아가 함께 Pseudomonas fluorescens라는 동종의 세균였다. 또한 이상하게도 그 하나는 식용이 다른 하나는 전혀 다른 특징을 가지고 있었다. 

그 후 하버드 대학의 Jon Clardy 박사의 연구팀에 소속 Pierre Stalforth 박사의 협력으로 비식용 박테리아 합성하는 두 가지 중요한 화학물질이 밝혀졌다. 두 화학 물질은 모두 주식용 포자를 증가시켜 농업을 하며 주식의 포자를 또한 감소시키는 것 같다. 항생제중 하나로 알려진 노란색 먼지곰팡이 ​​이외의 미생물을 죽이는 역할을 가지고 있다고 생각된다. 

그 후, 2개의 세균 주식의 게놈을 비교한 결과, 식용 박테리아는 피롤니토리바겐등의 합성에 관련된 유전자를 포함하는 넓은 범위에 걸쳐 활성화인자의 변이 불능이 있었다. 그 결과, 게놈의 10%에 달하는 부위의 발현 변화해 버린 것 같다. 그리고 비식용 박테리아 같은 인자를 불활성하면 식용 박테리아와 같은 화학적 조성을 나타내고, 동시에 포식이 가능해졌다. 

또한 알려진 세균 주식의 게놈과 비교하여 식용 박테리아는 비식용 박테리아에서 분기한 것임을 알 수 있었다. Queller 박사에 따르면, 자신이 먹을 수 있도록 진화를 한다는 것은 매우 이상한 것으로 보인다는. 하지만 다른 곳에 효율적으로 운반된다 것이 이 세균에 있어서도 효과적이었던 것이라고한다.