분류개론

작성자 : 천종식 박사

미생물 분류학 (taxonomy)

미생물 분류학 (taxonomy)는 미생물을 다양한 연구를 통하여 정열 또는 정리하여 그룹으로 나누는 학문입니다. 미생물의 형태, 생리, 유전 등의 모든 면을 연구하고 이들을 종합적으로 해석하여야 하므로 한 사람의 분류학자 (taxonomist)를 키우기 위해서는 장기간의 교육과 경험을 절대적으로 필요합니다. 또한, 분류학은 단지 "분류" 만을 의미하는 것은 아닙니다. 학자들은 일반적으로 분류학을 다음의 3가지로 나누고 있습니다.

분류 (Classification) - 여러 미생물을 몇 개의 그룹 (taxon 이라고 함)으로 나누는 과정. 가장 기본적인 단위 그룹은 종 (Species)입니다.

명명법 (Nomenclature) - 국제적으로 인정(합의)된 방식으로 taxon에 이름을 부여하는 과정.

동정 (Identification) - 미지의 미생물을 연구,조사하여 기존에 분류된 taxon에 속하는지를 밝히는 과정.

다음에서 이 세가지 과정을 자세히 소개해 드리겠습니다.

분류 (Classification)

먼저, 예를 들어 누군가 여러분에게 서로 색이나 모양이 약간씩 다른 고양이 5마리 마리와 개 5마리를 두 개의 그룹으로 나누라고 하면, 아마도 여러분들은 이들을 쉽게 나눌 수 있을 것입니다. 왜냐하면 이들은 외형적 (또는 형태학적) 차이가 뚜렸하기 때문입니다. 그러나, 미생물의 경우는 어떠할까요? 먼저 작아서 눈에 보이지 않고, 현미경등을 통해 보더라도 외형적 특징은 서로 매우 유사합니다. 무엇으로 이들을 나눌까? 이 질문은 오랜 기간동안 미생물학자들이 스스로에게 던져온 질문입니다. 혹자는 이야기합니다. 왜 귀찮게 분류를 하냐고? 그분에게 저는 이렇게 대답하고 싶네요? 당신은 당신의 이름없이 살 수 있습니까? 100년이 넘은 미생물 분류학의 역사를 다음과 같은 정리할 수 있습니다.

형태학에 의존한 분류 (morphological classification) - 주로 현미경을 이용하여 미생물의 형태를 관찰하고 이들을 이용해서 분류. 크기, 운동성, 색, 향기 등이 이에 속함.

표현형질에 의한 분류 (phenotypic classification) - 생화학적 방법등의 표현형질을 이용해서 분류. API, BIOLOG 등이 이에 속함.

화학적 분류 (chemotaxonomy) - 미생물의 화학적 성분을 분석하고 그 차이를 이용하여 분류. 지방산, 퀴논, DAP 분석등이 이에 속함.

분자 분류 (molecular systematics) - 비교적 최근에 도입된 방법으로, 분자 생물학적인 방법을 이용하여 분류. DNA-DNA hybridization, rRNA 유전자 분석 등이 이에 속함.

다상적 분류 (polyphasic classification) - 위의 모든 방법을 조합적으로 이용하여 미생물을 분류하는 방법.

시간에 따라 화학, 물리학, 공학 등이 발달하면서 미생물을 이해하고 연구할 수 있는 방법도 같이 개발되었습니다. 그래서, 100년 전에 형태학에 주로 의존했던 지극히 주관적인 분류법에서 현재는 분자생물학적 방법을 위시로 하는 다상적 분류을 통한 객관적인 방법으로 점점 바뀌고 있습니다. 위의 여러 가지 분류법은 다른 강좌에서 자세히 다루어 질 것입니다.

명명법 (Nomenclature)

흔히 명명법은 분류의 시녀라고도 이야기됩니다. 분류를 통해 그룹(taxon)이 정해지면 이들에게 이름을 부여하게 되는데, 이때 합의된 법칙(rule 또는 code)을 따라야 합니다. 미생물은 동물이나 식물과 마찬가지로 속(genus)과 종(species)으로 나누는 린네의 2 분법을 따름니다.

미생물의 이름에는 다음과 같은 몇 가지 약속이 있습니다.

반드시 속과 종명을 가지고 있어야 한다 (예, Mycobacterium tuberculosis).

보통 문장에서 이탤릭체를 사용한다.

통상적으로 많이 쓰는 상용어가 존재하기도 하는데 이때는 이탤릭체를 사용하지 않는다. 동물의 경우를 예를 들어 봅시다. 사자 (lion)은 일반적으로 사자라고 부르지만 린네식의 학명으로는 Panthera leo 라고 부릅니다. 비슷하게 Mycobacterium 은 학명이지만 mycobacteria 는 일반적으로 쓰는 명사입니다. 몇가지 예를 더 알려드리지요.

학명	일반 명사 (복수)
Pseudomonas	pseudomonads
Vibrio	vibrios
Streptomyces	syteptomycetes
Bacillus	bacilli

동정 (Identification)

미생물을 모아서, 분류하고, 그로부터 묶인 그룹에 이름을 부친 후에 미지의 미생물이 이들 그룹에 속하는 지를 알 수 있습니다. 그러므로, 동정은 분류, 명명법 의 다음에 오는 과정임을 알 수 있습니다. 동정을 한마디로 말하면 "미지의 미생물의 이름을 밝히는 작업" 이라고 할 수 있습니다. 동정에 사용되는 방법은 위에 언급했던 분류에서 사용하는 방법을 그대로 사용합니다. 차이점은 분류에서는 최대한 많은 방법을 동원하고, 반면에 동정에서는 최소한의 방법을 동원한다는 점입니다. 예를 들어 Pseudomonas 속에 속하는 미생물을 분류해서 현재 존재하는 82개의 종으로 나누는데 200 가지의 분류학적 테스트를 했다면 (한두 명의 박사과정 학생이 4-5년간 해야 하는 일), 이들의 동정에는 이보다 작은 20개의 테스트가 쓰일 수 있습니다 (한명이 일주일이면 끝낼 수 있는 일). 분류학자는 20개의 가장 효과적인 테스트를 200개로부터 선정해야 하며 이를 diagnostic tests라고 부릅니다. 최근에는 자동화된 시스템등이 나와서 동정이 점점 쉬워지고 있는 상황입니다. 하지만, 상용화된 시스템의 데이터베이스가 완벽하지 못하고 제한된 숫자의 균주에 기반을 두고 있으므로, 데이터의 최종해석은 미생물 분류학자의 책임입니다. 우리에게 법전이 있어도 결국에는 판사가 판결을 하듯이요.