UNIST, 병원균 외막 구조와 포식성 세균 공격 효율 관계 규명

연구진 모습

UNIST 로버트 미첼 교수(왼쪽)와 이현섭 연구원. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]

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(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 병원균을 잡아먹는 포식성 세균의 공격 효과가 먹잇감의 표면 구조에 따라 좌우된다는 사실이 밝혀졌다.

22일 울산과학기술원(UNIST)은 생명과학과 로버트 미첼 교수팀이 대장균 외막을 구성하는 '지질다당류'(LPS) 구조가 포식성 세균인 브델로비브리오(Bdellovibrio bacteriovorus)의 공격 효율에 영향을 미친다는 것을 규명했다고 밝혔다.

연구팀에 따르면 세균에 침입한 브델로비브리오는 숙주의 세포질 성분을 분해·이용해 증식하고, 결국 숙주를 죽인다.

항생제 내성균을 포함한 다양한 '그람음성 병원균'(얇은 세포벽 바깥에 외막을 가진 세균)을 공격하는 '세균 잡아먹는 세균'이다.

연구팀은 대장균의 지질다당류 사슬 내부 코어가 짧아질수록 브델로비브리오의 공격 효율이 떨어지는 것을 발견했다.

대장균을 포함한 대부분의 그람음성균은 외막 표면에 지질과 당으로 이뤄진 긴 사슬들이 달려 있는데, 이 사슬에서 외막에 가까운 부분을 '내부 코어'라고 한다.

지질다당류 합성 유전자를 없애 내부 코어를 짧게 만든 대장균에 대해서는 브델로비브리오 네 균주 모두 초기 공격이 늦어졌다.

또 사슬 끝에 긴 당 사슬인 'O항원'을 덧붙였을 때는 브델로비브리오 두 균주의 공격 효율이 떨어졌다.

이를 통해 내부 코어는 유지되면서 긴 당 사슬이 표면 접근을 과도하게 막지 않는 조건이, 브델로비브리오가 공격하는 데 유리한 것으로 나타났다.

다만 나머지 두 균주는 O항원 영향을 크게 받지 않아 긴 사슬 방해를 극복하는 능력은 균주마다 다를 수 있는 것으로 확인됐다.

연구팀은 포식성 세균에 지질다당류를 미리 노출하면 공격 효과가 높아지는 사실도 발견했다.

포식성 세균을 지질다당류가 든 용액에서 1시간 동안 배양한 뒤 대장균과 섞자, 이런 처리를 하지 않았을 때보다 대장균을 더 빠르게 죽였다.

연구팀은 지질다당류 사전 노출이 어떤 기전을 통해 포식성 세균의 공격 효과를 높이는지에 대해서는 추가 연구가 필요하다고 설명했다.

미첼 교수는 "포식성 세균을 항균 수단으로 활용하려면 대상 병원균을 얼마나 잘 공격하는지, 그 효과를 무엇이 좌우하는지 알아야 한다"며 "이번 연구는 병원균 표면 구조에 맞는 포식성 세균을 고르고, 공격 활성을 높이는 조건을 찾는 데 기초가 될 것"이라고 말했다.

연구 결과는 미생물 생태학 분야 국제 학술지 'ISME 저널'(The ISME Journal)에 지난 9월 14일 온라인으로 공개됐다.

연구는 보건복지부 국립보건연구원과 과학기술정보통신부 한국연구재단, 미국 공군과학연구소 지원을 받았다.

yongtae@yna.co.kr