루마니아 연구팀 "항생제 내성 자연 진화 규명 단서…새 항생제 개발 기대"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 고대 지하 얼음 동굴의 얼음 속에 5천년 이상 얼어 있던 박테리아가 다양한 질병 치료에 사용되고 있는 현대 항생제 10종에 내성을 보이는 것으로 확인됐다.

루마니아 스카리쇼아라 얼음 동굴

[Paun V.I. 제공. 재판매 및 DB 금지]

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루마니아 학술원 부쿠레슈티 생물학 연구소 크리스티나 푸르카레아 박사팀은 18일 과학 저널 미생물학 프런티어스(Frontiers in Microbiology)에서 스카리쇼아라 얼음 동굴(Scarisoara Ice Cave)에서 발견된 박테리아(Psychrobacter SC65A.3)가 게놈 염기서열을 분석과 항생제 실험에서 항생제 10종에 내성을 보였다고 밝혔다.

연구팀은 5천년 된 얼음층에 묻혀 있던 박테리아 균주가 항생제 내성과 관련된 유전자 100개 이상을 가지고 있었다며 이 연구가 항생제 내성 증가를 막기 위한 새 전략을 개발하고 내성이 자연에서 진화, 확산하는 과정을 밝힐 토대가 될 것이라고 말했다.

박테리아는 타는 듯한 고온에서 영하를 한참 밑도는 극저온에 이르기까지 지구상의 거의 모든 극한 환경에서 적응하도록 진화해왔다. 얼음 동굴 역시 아직 충분히 연구되지 않은 다양한 미생물 서식 환경 가운데 하나다.

연구팀은 루마니아 최대 빙하 동굴인 스카리쇼아라 얼음 동굴의 '그레이트 홀'(Great Hall) 구역에서 1만3천년에 걸친 시간대를 품고 있는 25ｍ 길이의 얼음 코어를 시추해 멸균 냉동 상태로 실험실로 운반해 분석했다.

루마니아 스카리쇼아라 얼음 동굴 내 얼음 코어 시추 모습

[Itcus C. 제공. 재판매 및 DB 금지]

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얼음에서 다양한 박테리아를 분리하고, 저온에서 생존 가능하게 하는 유전자와 항생제 저항성을 갖게 하는 유전자를 규명하기 위해 유전체 염기서열을 분석했다.

그 결과 5천년 된 얼음층에서 분리된 박테리아(사이크로박터 SC65A.3)가 여러 항생제에 내성을 보이고 내성 관련 유전자를 100개 이상 보유한 것으로 밝혀졌다.

이어 세균 감염 치료에 일상적으로 사용되거나 예비 약제로 보존된 10개 계열 28종의 항생제에 대한 내성을 시험한 결과 다양한 중증 세균 감염 치료에 널리 사용되는 항생제 10종에 내성이 있는 것으로 확인됐다.

사이크로박터 SC65A.3은 결핵, 대장염, 요로감염 같은 감염 질환 치료에 사용되는 리팜피신, 반코마이신, 시프로플록사신, 트라이메토프림, 클린다마이신, 메트로니다졸 등 항생제에 내성을 보였다.

또 사이크로박터 SC65A.3의 유전체에서는 기능이 알려지지 않은 유전자 약 600개가 발견됐으며, 다른 박테리아나 곰팡이, 바이러스를 사멸시키거나 성장을 억제할 잠재력을 지닌 유전자 11개도 확인됐다.

푸르카레아 박사는 사이크로박터 박테리아의 항생제 내성 여부는 그동안 알려지지 않았다며 이 박테리아를 연구하면 항생제 내성이 현대 항생제가 사용되기 훨씬 전부터 자연적으로 어떻게 진화했는지 밝혀낼 수 있을 것이라고 말했다.

이어 "빙하가 녹으면서 이 미생물이 방출된다면 유전자들이 확산해 항생제 내성 문제를 더욱 악화시킬 가능성이 있다"며 "반면에 이들이 가진 독특한 효소와 항미생물 화합물은 새로운 항생제나 산업용 효소 등 혁신에 영감을 줄 수 있을 것"이라고 덧붙였다.

◆ 출처 : Frontiers in Microbiology, Cristina Purcarea et al., 'First genome sequence and functional profiling of a Psychrobacter SC65A.3 preserved in 5,000-year-old cave ice', https://frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2025.1713017/full

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