✨ 발광 세균: 다 함께 결정하기

📚 실제로 밝혀진 회로로 계산해요

친구 수를 세는 회로, LuxI·LuxR

세균이 늘다가 반쯤 찼을 때 갑자기 다 같이 켜져요. 가득 찼을 땐 적을 때보다 세포 하나가 110배 밝아요 (실제: Nealson 외 1970)
다른 접시 물을 부으면 세균이 적어도 켜져요(밝기 0.01 → 0.95) (실제: 그 물에 든 신호 물질을 찾아낸 실험, Eberhard 외 1981)
LuxR을 끊으면 안 켜지고, LuxI를 끊으면 안 켜지지만 신호 물질을 넣어 주면 다시 켜져요(0.91)

어떤 식을 썼나요?

세균마다 신호 물질(자가유도물질)을 조금씩 내보내요(LuxI). 신호 물질이 쌓이면 LuxR과 붙어 빛 유전자와 LuxI 자신을 더 켜요(양성 되먹임). dA/dt = 밀도×(p₀ + p₁·R) − A, R = A²/(1+A²), 세포 밝기 ∝ R.

단순화: 이 실험은 현상(문턱에서 갑자기 켜짐, 자가유도)을 실제와 맞춘 최소 모델이에요. 밀도·농도 숫자는 실제 단위가 아니라 상대값이에요.

세균 수와 빛

세균: 1%신호 물질: 0세포 하나 밝기: 0

💡 하와이 짧은꼬리오징어는 몸속에 이 세균을 길러요. 세균이 충분히 모이면 빛을 내서, 밤에 달빛 아래 그림자를 지워 주는 투명 망토가 돼요.

근거: Nealson·Platt·Hastings 1970 J Bacteriol · Eberhard 외 1981 Biochemistry · Engebrecht·Silverman 1984 PNAS(luxI·luxR 유전자). 같은 계산 코드로 검증(evidence.json). 초파리 실험실 처음으로