박테리아 모터

박테리아 모터 옥스포드 대학교(Oxford Universit) 물리학자는 자연계의 가장 작은 모터가 작동하는 모습에서 미래의 나노기술을 엿볼 수 있었다. 모터는 편모라 불리는 가느다란 섬유를 회전시켜 박테리아를 움직이게 한다. 박테리아 편모 모터는 완성된 바이오테크놀로지의 한 예이고, 어떻게 작동하고 조립하는지를 이해함으로써 소형 기계 제작에 일 진보할 수 있는 계기가 될 것이라고 옥스퍼드 물리학과의 교수 연구원(Tutorial Fellow)인 리차드 베리(Richard Berry) 박사는 말했다. 현재까지 인간이 제작한 가장 작은 회전 모터는 박테리아 모터보다 수천배 크다. 박테리아 모터는 내연기관과 동일한 동력 대 무게 비율을 갖고 있고, 10만 rpm으로 회전할 수 있으며, 완전한 효율성을 나타낸다. 자연계의 유일한 회전 전기 모터의 또 다른 예는 ATP 합성 효소에 존재한다. 베리 박사는 옥스퍼드 물리학과 회전 분자 모터 그룹(Rotary Molecular Motors Group)의 구성원이다. 그는 2월 19일 생물리학회의 연간 모임(Biophysical Society's Annual Meeting)에서 위의 내용을 강연하였다. 베리 및 일본의 동료 연구진은 E Coli에 존재하는 단백질을 변화시켜, 수소 이온 대신에 나트륨으로 작동하는 모터를 제조하였다. 연구진은 나트륨 이온의 농도를 낮춤으로써 회전 속도를 감소시킬 수 있었다. 또한 편모의 뿌리에 작은 구슬을 부착함으로써 모터 거동을 보다 용이하게 탐지할 수 있었다. 한번의 회전에 대해 최소 26 단계가 관찰되었다. 모터는 세포 막을 가로지르는 수소 혹은 나트륨 이온의 흐름인 전류로 작동되고, 각각의 단계는 모터를 통과한 하나 혹은 두 개의 나트륨 이온에 의해 유발된다고 베리 박사는 설명했다. 빛을 이용해 투명한 입자를 붙잡아 측정하는 광학 핀셋(optical tweezers)과 초당 2천5백 개의 이미지를 잡아낼 수 있는 고속 형광 현미경(high-speed fluorescence microscope)이 실험에 사용되었다. 현재 베리 박사 연구진은 모터의 토크-속도 관계를 파악하였고, 최대 12 개의 독립된 실린더로 구축될 수 있다는 것도 확인하였다. 결론적으로 구동 전압 및 실린더의 개수에 따른 모터의 성능 측정을 통해 토크 생성 과정에 대한 기초적인 물리를 이해할 수 있었다고 베리 박사는 말을 맺었다. http://www.physorg.com/news11029.html