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Microbial Oceanography Lab (M.O.L.)
Kyungpook National University
I. Diversity and ecology of marine bacteria, archaea, and protists
There are about 2.2 million species of microbes (bacteria, archaea, and protists) in the oceans, and they are known to play an important role in organic cycling (or carbon cycle). The density of prokaryotes and protists, which contribute 81 gigaton carbon to global biomass across Earth, in the oceans generally are about 1,000,000 cells per ml and 1,000 cells per ml, respectively. However, our knowledge of marine microbes on their diversity and ecological role is still extremely limited. Our lab is going to address several fundamental interrogations for marine microbes using classic and modern molecular techniques. In addition, we develop a new qualitative-quantitative technique for active bacteria in the oceans and examine the ecological roles of archaea and protozoa. Finally, we investigate the enigmatic species in the oceans and harsh habitats.
해양에는 약 220만 종의 미생물(박테리아, 고세균, 원생생물)이 존재하고 있으며, 이들은 유기물순환(또는 탄소순환)에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져있다. 해양 내 원핵생물(박테리아: 77 gigatons 탄소량, 고세균: 7 gigatons 탄소량)의 밀도는 일반적으로 ml 당 1,000,000 cells, 원생생물의 밀도는 ml 당 1,000 cells이 존재한다. 아직까지 많은 해양미생물의 다양성 및 생태적 역할에 대한 연구는 극히 제한적이기 때문에, 이를 규명하고자 최신 분자생물학적 기법 등을 이용하여 밝히고자 한다. 더불어 활성있는 박테리아의 정성적-정량적 기법을 개발하고, 고세균의 생태학적 역할, 그리고 다양한 해양 내 원생생물에 대한 섭식률 및 신종을 발굴하고자 한다.
II. Endosymbionts
The evolutionary history of mitochondria and chloroplasts in eukaryotic organisms can be explained by the endosymbiont theory, but there is a very poor understanding of their diversity and functionality. Also, numerous intracellular symbionts are being detected in a variety of protozoa. However, the evolutionary history of endosymbionts in protozoa remains poorly. Our lab is going to identify the diversity of mitochondria and chloroplasts detected in various marine life to better understand the endosymbiont events, and to clarify the relationships of host-endosymbionts in a variety of protists.
진핵생물에 공존하고 있는 미토콘드리와 엽록체에 대한 진화적 history는 세포내부공생설에 의해 설명되어지고 있지만, 이들에 대한 다양성 및 기능성에 대한 이해는 매우 부족한 편이다. 더불어 현존하고 있는 다양한 원생생물에서 내부공생체가 발견되고 있는데, 이들에 대한 연구는 매우 미흡한 수준이다. 다양한 해양생물에서 발견되는 미토콘드리와 엽록체의 다양성을 규명하여 과거 내부공생에 대한 이해를 돕고, 원생생물 내부공생체 연구를 통해 host-endosymbionts의 관계를 규명하고자 한다.
III. Genomics of extremophiles
Although it has reported that protists, except for autotrophic Dunaliella, are often regarded as absent from high salinity waters, several halophilic protists are recently isolated from high salinity waters. Also, most halophilic eukaryotes are identified as at least new species using ultrastructure and molecular phylogenetic analyses. Because hypersaline environments contain lots of salt, microbes thriving in these environments should be accumulated osmoregulatory substances (e.g. glycerol in Dunaliella) and a higher content of hydrophilic residues against desiccation. However, little is known about the molecular adaptations to hypersaline waters of various halophilic protists. Thus, we clarify the adaptive mechanism and unknown evolutionary history of halophilic protists at the molecular level throughout genomics.
고염환경에 서식하는 진핵생물 중 광합성을 하는 Dunaliella외에는 존재하지 않다고 알려져 있었지만, 최근 다양한 비광합성(종속영양) 원생생물이 존재하는 것으로 밝혀졌고, 이들은 기존에 알려진 생물과는 매우 다른 신종으로 규명되었다. 고염환경은 많은 양의 salt가 존재하기 때문에 세포의 삼투현상 극복이 필요하다. 광합성을 하는 Dunaliella는 glycerol과 같은 물질을 체내에 축적하여 삼투압을 견디는 것으로 알려져 있지만 비광합성 원생생물에 대한 연구는 거의 전무하다. 더불어 고염환경에서 분리된 종들에 대한 genomics 연구를 통해 진화 및 생리학적 특성을 규명하고자 한다.
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