세균 형질전환 (Bacterial Transformation)

한 줄 정의: 세균이 주변 환경의 외부 DNA를 직접 받아들여 유전형과 형질이 바뀌는 현상입니다.

쉽게 풀면

어떤 세균은 죽은 세균에서 흘러나온 DNA 조각을 흡수해 자기 유전체에 넣을 수 있습니다. 그 결과 원래 없던 성질, 예를 들어 병원성이나 항생제 내성을 얻게 됩니다. 실험실에서는 이 원리로 대장균에 플라스미드를 넣어 유전자를 복제합니다.

왜 중요한가

DNA가 유전 물질임을 밝힌 역사적 실험의 바탕이자, 오늘날 유전자 클로닝의 기본 기술입니다. 자연에서는 항생제 내성 유전자가 세균 사이로 퍼지는 수평 유전자 전달 경로 중 하나입니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"재조합 플라스미드를 열충격법으로 대장균 DH5α에 형질전환한 후 암피실린 배지에서 형질전환체를 선별하였다."

실험실 형질전환 방법과 선별 조건을 밝힌 문장입니다.

조금 더 깊게 보면

1928년 그리피스는 열로 죽인 병원성 폐렴구균이 비병원성 균을 병원성으로 바꾸는 현상을 관찰했고, 1944년 에이버리·매클라우드·매카티는 그 원인 물질이 DNA임을 보였습니다. 자연적으로 DNA를 흡수하는 능력을 형질전환능(competence)이라 하며, 폐렴구균, 고초균, 헤모필루스 등이 가집니다. 대장균처럼 자연 형질전환능이 낮은 세균은 염화칼슘 처리 후 열충격이나 전기천공법으로 인공적으로 DNA를 넣습니다. 형질도입, 접합과 함께 세균의 3대 수평 유전자 전달 방식입니다.

주의할 점

농학에서 말하는 식물 형질전환은 식물에 외래 유전자를 도입하는 기술이고, 이 항목은 세균이 외부 DNA를 흡수하는 현상입니다. 동물세포에 DNA를 넣는 것은 보통 형질감염(transfection)이라 부릅니다.