박테리아의 성장, 배양, 제어
1. 성장
-lag phase
새로운 배양액에 옮겨진 세균이 환경에 적응하는 시기
세포 수가 크게 증가하지 않음
새 환경에 대한 성장에 필요한 ATP, 리보솜 등의 인자를 합성
세균의 상태에 따라 lag phase가 길어지는 경우가 있음
Exponential(log) phase에 있는 세균을 같은 배지에 옮기면 lag phase가 나타나지 않음
-log phase(Exponential) phase
빠른 속도로 성장, 분열하는 시기
이때 세균들의 생리적, 화학적 특성이 비슷하므로, 연구를 하는 경우 균일한 결과를 얻을 수 있음
-stationary phase
세포 분열과 세포 사멸의 속도가 같아 살아있는 균의 수가 일정하게 유지가 됨
환경 저항 인자: 산소, 영양 물질 부족, 노폐물 축적, 밀도 의존적 억제
*진탕배양기의 경우 산소 공급을 위해 플라스크를 흔들어 산소가 전체적으로 공급될 수 있도록 함
-death phase(사멸기)
세포수가 감소하는 시기
세포들의 성장 환경이 적합하지 않음
2. 배양
-batch culture(closed type)
배양의 처음에 필요한 nutrient를 넣어주고 추가적으로 넣어주는 것 없이 배양하는 방법
배지 조성과 세균 수가 시간에 따라 계속 바뀜
장점: 적은 contamination, 관리하기가 쉬움, short duration
단점: product가 cell debris, toxin과 혼합, downstream processing을 위해 Batch를 저장을 해야함
-fed batch culture(semi-closed type)
영양분이 limiting factor가 되는 것을 막기 위해 cultivation동안 계속해서 nutrient를 공급해줌
Batch culture에 비해 contamination은 높으나 log phase가 길어짐
장점: media 조성을 바꿀 수 있으므로 gene on/off가 가능함, 생산성을 높일 수 있음
단점: contamination이 비교적 있음, nutrient 이외의 limiting factor가 있음
-continuous culture(open type)
Nutrient의 공급과 cell harvest가 동시에 이루어짐
Growth phase에 Lag phage와 log phase만 있음
장점: maximum productivity, 세척, 멸균 시간을 줄임
단점: 장기간에 거쳐 일정한 농도를 유지하기가 어려움, 제약과 같은 traceability(추적성)이 필요한 곳에서는 사용하기 어려움, 오염 및 genetic change의 가능성이 높음
*참고자료: https://www.infors-ht.com/en/blog/the-difference-between-batch-fed-batch-and-continuous-processes/
https://www.onlinebiologynotes.com/difference-batch-fed-batch-continuous-culture-technique/
3. 박테리아 제거
-소독
무생물에 붙어있는 병원체를 제거
내생 포자는 죽지 않음, 감염력을 억제
-멸균
모든 살아있는 세균을 제거(포자포함)
대부분의 실험도구가 멸균처리를 함
-방부
표면에 화학물질을 발라 세균을 죽이거나 성장을 억제
*항균(anti-microbial)
정균 작용: 세균을 죽이지는 못하지만 성장을 억제
살균: 세균을 죽이지만 죽은 세포는 그대로 남아있음. 병원성 균만 사멸(비병원성 x)
용균: 세균을 용혈하여 죽은 세포가 남지 않음
소독과 살균차이, 소독과 멸균 차이, 멸균과 살균차이, 미생물 배양 종류 및 비교