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Genome microbiome 제2의 게놈이란? 게놈프로젝트 제2게놈 '장내미생물'이 뇌 발달과 각종 질병에 영향을 미친다 이엠생명과학연구원 서범구 원장
2013-09-30 16:38:31

제2게놈 '장내미생물'이 뇌 발달과 각종 질병에 영향을 미친다.  
 

네이처, 이제는 제2 게놈 '장내미생물'에 주목하자고 제안했다.
  

  한 생물이 가지는 모든 유전 정보, '게놈(genome)'은 지난 2001년 2월 미국·영국 등 6개국 공동 연구팀이 인간게놈프로젝트로 인간의 유전자 정보가 공개된 뒤, 쉽게 접할 수 있게 되었다. 

 올해 초 영국 과학학술지 '네이처'는 우리 몸의 두 번째 게놈에 대해 다루었다. '세컨드 게놈' 혹은 '제2게놈'이라고 불리고 있는 우리 몸의 또다른 유전체는 바로 '장내미생물(마이크로바이움, microbiome)'이다.

 

 최근 국내외 과학자들은 인체와 공존하고 있는 미생물의 영향력이 크다는 사실을 속속들이 밝혀내고 있다. 봄철만 되면 극성을 부리는 알레르기나 아토피, 똑같은 양을 먹는데도 유독 살이 더 찌는 체질, 이외에도 각종 대사질환과 면역질환, 장염, 심장병 등이 우리 몸의 '장내미생물'과 연관이 있다고 보고되고 있다.

 

 이는 장에 사는 미생물이 음식물을 몸에 흡수될 수 있는 형태의 화학물질로 바꾸는 역할을 하기 때문이다. 바로 이 점이 미생물 종류나 분포가 소화능력이나 대사질환에 영향을 줄 수 있다는 근거이다.

 

 '장내미생물이 세로토닌 생성에 필요한 유전자 활성 조절'에 관하여 논문을 발표한 스웨덴 카롤린스카 연구소의 스벤 페터슨 박사는 "지금으로부터 20년 전, 누군가가 `위장관 세균이 뇌 기능에 영향을 미친다.`고 말했다면 사람들의 비웃음을 샀을 것이다. 그러나 지난 10년 동안 과학자들은 인간의 몸에 서식하는 세균)이 알러지로부터 시작하여 비만에 이르기까지 인체의 모든 기능에 영향을 미친다고 생각하게 되었다."라고 말한다.

 

 페터슨 박사는 마음과 미생물 간의 연관성에 대해 연구를 계속해 왔다.

그는 카롤린스카 연구소의 로첼리스 디아즈 헤이츠 박사(신경생물학)와 함께 무균 상태인 쥐(germ-free mice)와 일반 쥐(장내 미생물을 보유한 쥐)의 행동이 어떻게 다른지를 평가하였다.

 

 그들은 또 두 종류의 쥐의 뇌를 해부하여 주요 부분의 유전자 활성을 측정하였다.

 

 분석 결과 두 종류의 쥐는 활동성과 불안 수준의 행동패턴이 다른 것으로 나타났다. 즉, '무균 쥐'는 '일반 쥐'보다 개방된 장소에서 어슬렁거리는 시간이 많았으며, 겁 없이 행동하는 경우가 많았다. 또한, 임신한 '무균 쥐'를 장내 미생물에 노출해 보니, 그 쥐에게서 태어난 자손은 활동성과 불안 수준이 감소하는 것으로 나타났다.

 

 장내미생물을 오랫동안 연구해 온 과학자들에 의하면, 장내미생물이 뇌의 발육과 형성을 도와준다고 한다. 이 연구가 인간에게도 적용될 수 있다면, 우울증, 불안, 기타 정신장애를 치료하는 새로운 방법으로 연결될 수 있을 것으로 보인다.

 

그러나 장내 미생물들은 복합균 상태이기 때문에 많은 부분에서 어려움이 있다.

 

그 대표적인 것이 미생물들을 합균하는 상태로 배양하는 것인데 이 기술은 고도의 첨단기술과 장비가 없다면 불가능에 가깝다.

살아있는 미생물들을 공존 공생 협력관계의 미생물 균종을 합균 결합하여 복합균 상태로 만들어야만 장내 미생물 생태계에 적응하고 정착할 수 있기 때문이다.

 

단일균주만을 섭취하는 경우에는 장내 미생물 조합을 바꾼다는 것은 어려움이 높다.

 

장내 세균총 조합에서 미생물들의 숫자는 무려 100억 마리에 달하며 무게는 무려 1~1.5Kg이나 된다.

 

장내 세균총 조합에서 미생물 종류만도 밝혀진 종만 500종이 넘는다.

 

실질적으로 2천여종이 넘을 것으로 추정하고 있기도 하다.

 

이렇게 다양한 생태계를 갖추고 있는 장내 미생물들은 복합균 상태에 있기 때문에 장내 세균총 조합에 있는 미생물들과 융합하여 정착될 수 있도록 하기위해서는 복합균 공존공생관계의 미생물 조합을 찾아서 그러한 미생물들을 섭취하는것이 가장 중요하다.

 

이러한 문제를 해결하기 위하해서는 장내 미생물중 인간에게 유익한 균주인 유용한균 복합균을 배양하는 기술과 장비가 뒤받침 되어야 하는데 세계적으로 이러한 기술을 가지고 장내 미생물 유용한균을 배양할 수 있는 기술과 장비를 보유한 곳은 일본과 대한민국 두곳에 불과할 정도이다.

 

장내 미생물 부분에서 한국의 기술이 사실상 일본을 제치고 세계 최고의 기술력을 갖추고 있다고 볼 수 있다.

 

사실상 장내 유용한균 배양기술은 이엠생명과학연구원이 독보적이며 가장 앞선 기술과 장비를 보유하고 있다.

 

이엠생명과학연구원에서 연구개발되는 인간에게 유익균 균종들은 의료미생물 과학분야에서 독보적인 기술로 평가받고 있다.

 

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