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미생물이야기 당신의 소화기관과 장내 세균과의 동맹 , 면역계는 초기부터 출현했다.
2013-07-30 16:19:40
이엠생명과학연구원

당신의 소화기관과 장내 세균과의 동맹
(Your Body Knows Its Allies at Gut Level)

 

당신의 몸은 어떻게 유익한 박테리아들과는 싸우지 않는가? 그것은 단지 한 과학자가 또는 한 어린이가 물어보는 질문같이 들린다. 당신의 몸은 병원균에 대해서는 강력한 공격을 가한다. 그러나 장내에 살고 있는 수많은 박테리아들에 대해서는 그렇지 않다. 이들 장내 세균들은 당신이 음식물을 소화하는 것을 돕고 있다. 그러나 당신의 몸은 아니다. 이들 침입자들이 신체를 지키는 경찰들로부터 공격을 당하지 않는 이유는 무엇일까? 그들은 신변보장카드, 또는 다른 어떠한 것을 소지하고 있는가? 그들의 고용주가 안전을 보장하였는가?
 
췌장(pancreas)은 세포 표면에 우호적 동맹을 맺는 항원을 위치시킴으로서 면역계를 완화시키는 수상돌기세포(dendritic cells)들을 가지고 있다는 것은 잘 알려져 있다. 이것과 유사하지만 다른 신호체계 메커니즘이 장에서 작동되고 있다는 것이다. 림프절(lymph nodes)에서 기질세포(stromal cells)들은 이들 장내 세균들을 너그럽게 취급하도록 면역계의 경찰인 T 세포(T-cell)들을 훈련시킨다는 것이다. EurekAlert 기사는 Nature Immunology 에서 연구의 공저자인 털리(Shannon Turley)가 한 말을 인용함으로서 끝을 맺고 있다 : 

 

“우리의 연구는 이전까지 알려지지 않았던 면역계 내성 메커니즘을 가리키고 있다.”고 털리는 설명한다. “그렇게 무수한 박테리아들을 가지고 있는 소장에서, 면역계에 의한 공격 상황을 생각해볼 때, 장 조직(intestinal tissue)이 면역 공격의 목표가 되지 않는다는 것은 놀라운 일이다. 우리의 발견은 아직도 발견해야할 여러 면역계 특성들이 남아있음을 입증하는 것이다”. 

 

 

 

 면역계는 초기부터 출현했다. (Immune System Appeared Early) 

 

 

최근에 “사회적 아메바(social amebas)” 또는 점균류(slime molds)로 불려지는 유기체들은 면역계(immune system)를 발명한 생물체로 칭찬받고 있다. 이들 아메바들은 하나의 “이동체(slug)”로서 함께 묶여질 수 있어서 한 단위(unit)로서 움직일 수 있고, 자루(stalks)와 포자(spores)를 발생시킬 수 있다. 베일러 의대(Baylor College of Medicine)의 연구자들은 아메바 집락에서 이동체를 순찰하면서 침입한 박테리아 또는 독성물질을 삼켜버리는 “감시세포(sentinel cells)”들을 발견했다고 Science Daily는 보도하였다. “사회적 아메바(Dictyostelium discoideum)에서 면역계의 발견은 놀라운 일일 뿐만 아니라. 그것은 또한 한 유기체가 다세포생물로 되기 위해 필요한 것들에 대하여 단서를 제공해줄 수 있는 것이다” 라고 연구책임자인 아담 쿠스파(Adam Kuspa) 박사는 말했다. 그 기사는 다음과 같이 계속하고 있었다 :

 

다세포생물 이전에 있었던 유기체의 특성을 평가하는 한 가지 방법은 주요 그룹 둘, 셋, 또는 네 그룹 모두에 존재하는 특성들을 조사하는 것이다. “그것들은 조상 생물체에도 있었을 가능성이 있다” 쿠스파가 말했다. 생물체들의 네 주요 그룹 중에서 세 그룹이 이러한 경로를 가지고 있었기 때문에, “나는 그것이 모든 다세포생물들의 조상이 가지고 있었던 경로임을 의미하는 것이라고 주장한다. 그 생물체는 다세포일 것 같지 않기 때문에, 그것은 그 환경에서 박테리아가 반응하는 일종의 신호(signaling)로서 사용되어졌음에 틀림없다” 
     
또 다른 견지에서 그것을 바라볼 때, “다세포생물이 되도록 한 그들 생물체의 특성들 중 하나는 자신(self)과 비자신(non-self)을 구별할 수 있는 능력(면역계의 특성)이었을 것이다.” 쿠스파는 말했다. “그 추론은 다세포생물이 되는 데에 필요한 것은 자신과 다른 병원균과 비자기 세포들을 확인할 수 있는 시스템을 발달시키는 것에 있다는 것이다”   

쿠스파(Kuspa)는 이것이 무작위적인 돌연변이와 자연선택이라는 맹목적인 과정들에 의해서 어떻게 발생할 수 있었을 지에 대해서는 설명하지 않고 있다. Astrobiology Magazine는 이 이야기를 끄집어내어 다음과 같은 논평을 덧붙이고 있다. “우리는 하나다”

 

지구상에서 다세포생물의 진화는 우리 행성에서 생명체들이 다양해지는 하나의 중요한 발걸음이었다. 생물체 역사에서 이 중요한 순간을 이해하는 것은 생물체가 발달하고 진화하는 메커니즘을 밝히는데 도움을 줄 수 있다. 그리고 이것은 우주생물학자들에게도 먼 외계행성에서 생명체의 발달에 대한 잠재력을 결정하는 데에 도움을 줄 수 있다. 

원본 논문은 Science 지(3 August, 2007)에 발표되었다.[1, 2] 쿠스파와 그의 연구팀원은 단지 감시세포들을 설명하며 그들의 진화론적 중요성에 관해서만 추정하였다. 그들은 하나의 면역 관련 신호 시스템에 관한 이 ‘최초의 일견(first glimpse)’이 동식물의 공통조상에서의 ‘고대 기능(ancient function)’을 나타내고 있을지도 모른다고 말했다. 그러나 그들은 그것이 어떻게 생겨났을지는 설명하지 않고 있다. 사실 그들의 발견은 사회적 아메바에서 관측된 세포 협동에 대한 또 다른 복잡성을 나타내고 있는 것이었다. 그들은 이것에 가설적 조상에 존재하였을지도 모르는 기능과 같은 더 많은 추정으로 끝을 맺고 있었다. “만약 이것이 사실이라면, 이러한 병원균의 인식 시스템은 다세포생물로의 진화 이전에 유기체에 장점으로 작용했을 수도 있음을 가리킨다.” 레슬리(Mitch Leslie)는 그의 논평에서 아멘이라고 말했다 : “그 결과는 초기에 시작된 특별한 면역시스템이 오늘날 다세포생물에서 보여지고 있음을 가리키는 것이다”      

대조해서, 면역계에 대한 지난 주 Science 지에 실린 또 다른 논문은 진화에 대해서 어떠한 언급도 하지 않고 있었다.[3] 멜만(Ira Mellman)은 “면역 세포들은 자주 놀라운 정도의 분화(specialization)와 적응(adaptation)을 나타내고 있다.” 그 시스템은 숙주의 방어를 목적으로 시종일관하는 한 단위로서 작동하도록 세밀하게 조절되어지고 있음에 틀림없는 다양한 형태의 세포들로 구성되어져 있었다는 것이다. 면역계에서 보여지는 경이로운 복잡성으로 인해, 세포생물학자와 면역학자들은 어떻게 면역계가 작동되는 지를 이해하는 데에 함께 힘을 모아야할 것이라고 격려하고 있었다.




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