슬라임층

박테리아 내의 슬라임층은 쉽게 탈착할 수 있는 (예를 들어 원심분리를 통해) 박테리아 세포를 둘러싸고 있는 세포외 물질의 조직되지 않은 층이다. 구체적으로, 이것은 대부분 외부 다당류, 당단백질, 당단백질 등으로 구성된다.^[1] 따라서 슬라임층은 글리코칼릭스의 서브셋으로 간주된다.

슬라임 층과 캡슐이 박테리아에서 가장 흔하게 발견되는 반면, 드물게 이러한 구조물은 고고학에도 존재한다.^[2] 구조와 기능에 대한 이 정보는 또한 이러한 미생물로도 전달 가능하다.

구조

슬라임 층은 무정형이며 두께가 일정하지 않아 세포 종류와 환경에 따라 다양한 양으로 생산된다.^[3] 이 층들은 세포외적으로 매달린 가닥으로, 1~4μm 간격으로 떨어져 있는 세포 사이에 그물 모양의 구조를 형성하고 있다.^[4] 연구원들은 세포가 신진대사 활동이 더딘 탓인지 약 9일 동안 성장한 후에 슬라임 층의 형성을 늦출 것이라고 제안했다.^[4]

박테리아 캡슐은 유사하지만 슬라임 층보다 더 단단하다. 캡슐은 슬라임 층에 비해 더 조직적이고 제거하기 어렵다.^[5] 또 다른 고도로 조직화되었지만 분리된 구조는 S층이다. S레이어는 세포벽에 자신을 통합하는 구조로 당단백질로 구성돼 있어 세포의 경직성과 보호를 제공할 수 있다.^[6] 슬라임 층은 느슨하고 흐르기 때문에 경직성에서는 세포에 보조를 두지 않는다.

바이오필름은 박테리아를 생성하는 슬라임층으로 구성될 수 있지만, 그것은 일반적으로 그들의 주요 구성이 아니다. 오히려 바이오필름은 응집력 있는 바이오필름을 형성하기 위해 함께 모이는 미생물의 배열로 이루어져 있다.^[7] 하지만, 형성될 수 있는 균일한 바이오필름이 있다. 예를 들어 치아 표면에 형성되는 플라크는 주로 스트렙토코쿠스 돌연변이의 생체 필름 형성과 치아 에나멜의 느린 분해에 의해 발생한다.^[8][9]

세포함수

슬라임 층의 기능은 항생제나 탈취와 같은 환경적 위험으로부터 박테리아 세포를 보호하는 것이다.^[1] 슬라임 층은 박테리아가 보철물과 카테터와 같은 매끄러운 표면뿐만 아니라 페트리 디쉬와 같은 다른 매끄러운 표면에 달라붙게 한다.^[10][4] 연구자들은 세포들이 세포외 물질에만 의존하면서 추가 첨가 없이 배양 용기에 달라붙었다는 사실을 발견했다.

대부분 다당류로 구성되는 동안, 슬라임 층이 과잉 생산되어 기근이 들 때 세포가 생존하기 위한 여분의 식량 저장소로 슬라임 층에 의존할 수 있다.^[8] 또한 지반 주거용 원핵생물에서 슬라임 층을 생성하여 연간 온도 및 습도 변화에 따른 불필요한 건조를 방지할 수 있다.^[8]

그것은 박테리아 군체가 염소, 요오드, 그리고 다른 화학물질로 화학적 살균을 견뎌낼 수 있도록 허용하고, 끓는 물로 자동 포장하거나 플러싱하는 것을 유일한 탈염의 확실한 방법으로 남길 수 있다.

일부 박테리아는 항체를 흡수하기 위해 슬라임 층을 사용함으로써 면역체계의 공격에 대한 보호 반응을 보였다.^[11] 게다가, Phyomonas aleruginosa와 Bacillus antastracis와 같은 몇몇 박테리아는 숙주 면역체계의 포식세포 공격에 효과적인 생체 필름 구조를 만들 수 있다.^[8] 이러한 유형의 바이오필름은 일반적으로 캡슐과 연관되어 있지만 숙주의 몸 안에서 생존할 가능성이 높기 때문에 이러한 유형의 바이오필름 형성은 독성 인자를 증가시킨다.^[12]

리서치

항생제(이 제품들은 세포 성장을 억제하거나 그냥 세포를 죽이는 것)와 같은 항균제에 대한 저항력을 높이고 있는 박테리아가 너무 많기 때문에, 일부 박테리아에서 독성인자를 감소시키는 신약에 대한 새로운 연구가 나오고 있다. 항균제는 박테리아 내 병원성 특성을 감소시켜 숙주가 해당 박테리아를 공격하거나 항균제가 작용하게 한다. 황색포도상구균은 바이오필름 형성, 정족수 감지, 엑소톡신 등 독성인자가 많아 여러 사람의 감염을 일으키는 병원성 세균이다.^[13] 연구원들은 마이리세틴(Myr)을 S.areus에 대항하는 다중 항균제로 보고 그것이 구체적으로 바이오 필름 형성에 어떤 영향을 미치는지 살펴보았다. 정기적으로 투약한 결과, 바이오필름 형성이 감소하고 특정 매체에 부착된 세포의 수가 감소하여 세포가 죽지 않는 것으로 밝혀졌다. Myr는 표면이 소재에 코팅되고 코팅되지 않은 표면이 다량의 셀룰러 접착과 함께 두꺼운 바이오필름 형성을 보일 때 유망하며, 코팅된 소재는 약하게 접착된 최소한의 셀 군집을 보였다.^[13]

콘크리트 구조물의 문제는 기상이변 시 받는 손상으로, 다공성 성질이 되면 환경에 따라 콘크리트를 팽창시키거나 수축시킬 수 있는 물의 양이 있기 때문이다. 이 손상은 이 구조물들을 황산염 공격에 취약하게 만든다. 황산염 공격은 콘크리트의 황산염이 다른 황산염원에 의해 형성된 다른 염분에 반응하여 콘크리트의 내부 침식을 일으킬 때 발생한다. 이러한 황산염(SO₄) 이온에 대한 추가 노출은 도로 염분이 구조물에 튀어 생기는 원인이 될 수 있는데, 황산염이 많이 함유된 토양도 이러한 콘크리트 구조물에 문제가 되고 있다. 연구에 따르면 일부 에어로빅 슬라임 형성 박테리아가 콘크리트 구조물을 보수하고 유지하는 데 도움을 줄 수 있다고 한다.^[14] 이 박테리아는 외부 황산염으로부터 콘크리트로의 확산 방벽 역할을 한다. 연구자들은 층이 두꺼울수록 더 효과적인 것으로 나타났으며, 층 두께가 증가함에 따라 콘크리트 구조물에 적용되는 서비스 연도의 거의 선형적인 증가를 보았다. 구조물의 장기보수를 위해서는 콘크리트 구조물의 수명을 보장하고 황산염 이온의 적절한 확산을 위해 60mm 두께의 슬라임층을 사용해야 한다.^[14]

참조