효모의 수명

효모의 수명에 대해 궁금하다는 누군가의 질문 글을 보고 나 또한 궁금해서 검색해보니 이런 자료가 있다.

효모의 수명은 두 가지 방법으로 측정할 수 있는데, 각 방법은 서로 다른 노화 모델 을 연구할 때 사용된다(그림 2). 하나는 효모의 복제적 수명(Replicative lifespan)으로서, 하나의 모세포가 딸세포를 출아하는 횟수를 측정하여 결정한다[10]. 효모는 일반적으로 약 20-25번 정도 분열(출아)하면 더 이상 분열하지 못하고 형태적, 생리적인 노화의 특징을 보이는데[11], 이것은 정상적인 동물세포들이 일정한 분열 횟수를 거친 후 더 이 상 세포분열을 하지 못하고 사멸하는 것과 유사하기 때문에 분열하는 세포의 노화 모델로 이용된다. 또 다른 하나는 효모의 연대기적 수명(Chronological lifespan)으로, 효모가 영양분이 고갈된 후에 분열하지 않는 상태에서 얼마나 오래 생존할 수 있는가를 측정하여 결정한다[12]. 효모는 영양분이 고갈되면 세포분열을 멈추고 휴지기 상태(G0 phase)에서 수 주 동안 생존할 수 있는데, 이 시기에 효모는 호흡을 통해 glycogen과 trehalose와 같은 저장 탄소원으로부터 에너지를 얻는 대사활동을 유지하고 있다[12]. 이것은 신경세포와 같이 분열을 하지 않는 세포(postmitotic cell)의 노화모델이 될 수 있다.

[참조.1] 출처: https://www.ksmcb.or.kr/file/webzine/2015_12_03.pdf, 3쪽 2번째줄

  

즉, 이렇게 요약할 수 있을 것 같다.

• 효모는 하나의 모세포가 딸세포를 출아하는 횟수를 기준으로 할 때 20~25번 정도 출아하면 더 이상 분열하지 못하고 노화한다.
• 효모는 영양분이 고갈되면 세포분열을 멉추고 휴지기 상태에서 수 주 동안 생존할 수 있다.

 

 

또한 위 [참조.1]에서 [12]로 언급하는 자료에서는 아래와 같이 설명하고 있다.

1. 효모의 수명과 그의 측정법
□ 효모의 수명은 하나의 모세포의 분열(출아)회수에 의하여 측정된다. 출아에 의하여 생성된 새끼세포는 ‘reset'되고, 또 0살로 되돌아가기 위해, 집단으로서는 영양조건이 양호하면 무한히 증식을 계속한다. 그러기 때문에 동물세포의 초대 배양세포의 분열수명 측정법과 같이 단순히 배양을 되풀이 하는 것만으로는 수명은 측정되지 않는다.
  ○ 여기서 다소 번잡하나, 효모의 수명 측정을 위해 우선 출아한 새끼세 포를 현미경 아래에서 가는 바늘을 사용하여 분리할 필요가 있다. 새끼세포는 모세포보다 30% 정도 적기 때문에 새끼세포를 용이하게 판 별 가능하다. 분리한 새끼세포를 0세의 모세포(virgin mother cell)로 하여, 그들로부터의 출아회수를 세어간다. 이 방법은 극히 단순하여 virgin mother cell로부터 출아하는 세끼세포를 차례로 현미경 하에 빼낼 때 몇 번으로 출아를 정지하는가를 조사한다.

□ 결과를 통계 처리하기 위해 최저 40개의 virgin mother cell에 대하여 동일한 작업을 한다. 보통 젊은 세포(young cell)는 2시간에 1회의 속도로 출아하여, 10회를 초과하면 노화된 세포(old cell)의 특징을 나타내기 시작한다. 즉 외견으로 세포는 비대화되고, 분열속도가 더디게 되어 접합(유성생식)능력이 감퇴한다. 세포 내부의 변화로는 핵소체, 액포가 크게 되고, 게놈(genome)의 변화로는 리보솜(ribosome)RNA 유전자의 복제수가 상승한다. telomea에 대해서는 효모의 telomea합성효소는 언제나 높은 활성이 있고, 노화에 수반한 단축은 거의 볼 수 없다.
   ○ 또 효모의 특징적인 것으로서, 노화된 모세포에서 태어난 새끼세포는 처음부터 노화증상을 나타내는 것으로 알려졌다. 주(株)에 따라 다르나, 젊은 모세포에서 태어난 virgin mother cell은 약 20회의 출아 후 분열을 정지하고 약 3일간의 짧은 생애를 마친다.

[참조.2] 출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchReport.do?cn=KAR2005017157, 1쪽

 

즉, 이렇게 요약할 수 있을 것 같다. (내가 이해한 범위 내에서 주관적 표현을 추가함)

• 효모의 수명은 하나의 모세포의 출아 회수에 의해 측정된다.
• 효모가 집단을 이룰 때 영양조건이 양호하면 무한히 증식을 계속한다.
  (하나의 효모는 수명을 다해 소멸하더라도 그 효모가 출아한 새끼효모는 새 생명을 갖는다. 사람처럼.)
• 젊은 모세포는 2시간에 1회의 속도로 출하하며, 10회를 초과하면 노화된 세포의 특징을 나타내기 시작한다.
• 노화된 모세포에서 태어난 새끼세포는 처음부터 노화증상을 나타낸다.
• 젊은 모세포에서 태어난 virgin mother cell (아직 출아 경험이 없는 모세포)는 약 20회의 출아 후 약 3일간의 짧은 생애를 마친다.

 

 그렇다면, 술을 빚을 때 첫 담금 때 시작한 효모의 개체 수가 좀 적더라도 효모가 잘 증식할 수 있는 환경을 조성해준다면 충분한 개체수로 증식시킬 수도 있지 않을까?

 단, 첫 담금 때 효모의 개체 수를 충분히 증식시키지 못한 상태에서 효소에 의해 당분이 과하게 공급된다면 효모가 아닌 젖산균 등의 다른 미생물들이 우점하게 될 때 술이 시어지는 문제점은 해결해야할 과제일테다.

 

 그래서 우리 선조들은 기온이 낮은 겨울철에 술을 빚을 때는 기온이 높은 계절에 술을 빚을 때에 비해 쌀 대비 누룩을 적게 써서 당화와 발효의 밸런스를 맞추면서도 병행복발효의 속도를 늦춰 술을 빚었을 수도 있을 것 같다.

 그렇게 겨울에 빚는 술의 예로 아래 [참조.3]의 '삼해주'를 들 수 있겠다.

[참조.3] 삼해주 http://koreansool.kr/ktw/php/recipe.php?_method=simple&_action=go&book=@&dup=@&liq=삼해주