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메타노박테리아

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목차

1. 개요

메타노박테리아는 메탄을 생성하는 고세균의 한 종류이다. 메타노박테리아강에는 메타노박테리움목, 메타노테르무스목 등이 있으며, 이들은 다시 여러 과와 속으로 세분된다. 메타노박테리아는 혐기성 소화 과정에 활용되어 바이오매스 전환 및 에너지 생산에 기여하며, 인체 내 생성물은 질병 검사에 사용될 수 있다.

2. 하위 분류

메타노박테리아는 분류학적으로 '''메타노박테리움강'''(Methanobacteria)에 속한다. 이 강 아래에는 메타노박테리움목이 포함된다.

2. 1. 메타노박테리움목 (Methanobacteriales)

메타노박테리움목은 메타노박테리아강에 속하는 목으로, 다음 두 개의 과를 포함한다.

  • 메타노박테리움과 (Methanobacteriaceae)
  • 메타노테르무스과 (Methanothermaceae)

2. 1. 1. 메타노박테리움과 (Methanobacteriaceae)


  • ''Methanobacterium''
  • * ''Methanobacterium formicicum''
  • * ''M. aarhusense''
  • * ''M. alcaliphilum''
  • * ''M. beijingense''
  • * ''M. bryantii''
  • * ''M. congolense''
  • * ''M. espanolae''
  • * ''M. ivanovii''
  • * ''M. oryzae''
  • * ''M. palustre''
  • * ''M. subterraneum''
  • * ''M. thermaggregans''
  • ''Methanobrevibacter''
  • * ''Methanobrevibacter ruminantium''
  • * ''M. acididurans''
  • * ''M. arboriphilus''
  • * ''M. curvatus''
  • * ''M. cuticularis''
  • * ''M. filiformis''
  • * ''M. gottschalkii''
  • * ''M. millerae''
  • * ''M. olleyae''
  • * ''M. oralis''
  • * ''M. smithii''
  • * ''M. thaueri''
  • * ''M. woesei''
  • * ''M. wolinii''
  • ''Methanosphaera''
  • * ''Methanosphaera stadtmanae''
  • * ''M. cuniculi''
  • ''Methanothermobacter''
  • * ''Methanothermobacter thermautotrophicus''
  • * ''M. defluvii''
  • * ''M. marburgensis''
  • * ''M. thermoflexus''
  • * ''M. thermophilus''
  • * ''M. wolfeii''

2. 1. 2. 메타노테르무스과 (Methanothermaceae)


  • ''Methanothermus''
  • * ''Methanothermus fervidus''
  • * ''Methanothermus sociabilis''

3. 응용

''메타노박테리아''는 혐기성 소화(AD) 과정을 통해 바이오매스 전환 및 에너지 생산에 활용될 수 있다. 미생물 군집은 혐기성 소화 과정에서 유기성 폐기물을 정화된 에너지로 전환시키며, 폐기물의 화학적 및 생물학적 산소 요구량을 감소시킨다.[2]

구체적으로, ''메타노박테리아''를 포함한 6개의 메탄 생성 속을 활용한 고체상 혐기성 소화는 볏짚을 발효시켜 메탄을 생산할 수 있다. 기존에는 볏짚을 주로 밭에서 태워 처리했기 때문에, 폐기물 처리 과정에 ''메타노박테리아''를 적용하면 볏짚 연소로 인한 대기 오염을 줄이고, 특히 농촌 지역의 에너지 부족 문제를 완화하는 데 기여할 수 있다.[3]

바이오메탄화 과정은 다음과 같다. 먼저 불용성 유기 물질과 분자량이 큰 화합물이 단순 탄소 화합물로 변환된다. 이후 이 분해 생성물은 아세트산, 수소, 이산화탄소로 발효된다. 최종적으로, 아세트산은 다양한 메탄 생성 박테리아에 의해 발효되어 메탄을 생성하게 된다.[4]

3. 1. 질병 검사

인체 내 ''메타노박테리아''의 생성물은 질병 검사에 사용될 수 있다. 호흡 중의 메탄은 인체 결장의 혐기성 메탄 생성 박테리아에 의해 대사 최종 생성물로 생성된다.[5] 호흡 검사에서 탐지된 ''메타노박테리아'' 생성물의 상태는 환자의 특정 위장관 질환을 평가하는 데 사용될 수 있다. 대장암 환자 중 호흡 메탄 배출자의 비율이 정상인보다 훨씬 높다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 호흡 메탄 상태는 진단 절차에서 존재하는 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있으며, 암 진단에 호흡 메탄 검사 사용을 제한한다.[6]

4. 계통 분류

메타노박테리아는 고세균 영역, 에우리고세균 문에 속하는 강(綱)이다.[8][9][10] 에우리고세균 내에서 하드고세균, 테르모콕쿠스강, 하드로테르므고세균, 메타노피루스강, 메타노콕쿠스강, 메타노박테리움강 등과 함께 하나의 그룹을 형성하는 것으로 분류된다. 이 그룹은 테르모플라스마강, 아르케오글로부스강, 메타노미크로비움강, 할로박테리움강 등을 포함하는 다른 에우리고세균 그룹과 연관되어 있다.

참조

[1] 웹사이트 webpage on Methanobacteria https://www.ncbi.nlm[...] National Center for Biotechnology Information
[1] 웹사이트 NCBI taxonomy resources http://ftp.ncbi.nih.[...] National Center for Biotechnology Information 2007-03-19
[2] 논문 Inhibition of anaerobic digestion process: A review 2008-07
[3] 논문 The effects of initial substrate concentration, C/N ratio, and temperature on solid-state anaerobic digestion from composting rice straw 2015-02
[4] 논문 Enhancement of biogas production from solid substrates using different techniques–a review 2004-10
[5] 논문 Incidence of methanogenic bacteria in a sigmoidoscopy population: an association of methanogenic bacteria and diverticulosis. 1986
[6] 논문 Biochemical tests in diseases of the intestinal tract: their contributions to diagnosis, management, and understanding the pathophysiology of specific disease states. 1997
[7] 웹인용 NCBI taxonomy resources ftp://ftp.ncbi.nih.g[...] National Center for Biotechnology Information 2007-03-19
[8] 웹인용 GTDB release 08-RS214 https://gtdb.ecogeno[...] 2021-12-06
[9] 웹인용 ar53_r214.sp_label https://data.gtdb.ec[...] 2023-05-10
[10] 웹인용 Taxon History https://gtdb.ecogeno[...] 2021-12-06


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