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미생물이야기 우리몸의 장내 미생물과 박테리아
2013-07-31 17:26:59
이엠생명과학연구원

장내 1000조마리 세균조절 메카니즘 규명

인체의 장(腸)에 살고 있는 인체의 장(腸)에 살고 있는 1000조마리 세균의 수를 조절하는 과정이 국내 연구진에 의해 처음 밝혀졌다.

이화여대 분자생명과학부 이원재(李源宰·38) 교수 연구팀은 5일 내 세균 수가 늘어나면 활성산소가 많이 발생해 세균을 없애고 활성산소가 역할을 끝내면 카탈레이즈(catalase)라는 효소에 의해 제거된다는 사실을 규명했다고 밝혔다.

이 연구논문은 세계적인 과학전문지 '디벨럽멘탈 셀(Developmental Cell)' 1월호에 게재됐으며 박사과정생 하은미(河恩美·26) 씨가 연구를 주도해 제1필자로 기록됐다.

연구팀은 초파리에서 인간에게도 존재하는 카탈레이즈 유전자를 발견한 후 이를 제거한 초파리에게 효모 대장균 살모넬라 등 세균을 감염시킨 음식을 먹였다.

실험결과 수명이 100여일인 초파리가 불과 5일 만에 모두 사망했다.

하 씨는 "장에 세균이 침입하면 이를 제거하기 위해 과산화수소 등 활성산소가 대량으로 분비된다"며 "활성산소는 체내 세포도 손상시키기 때문에 역할이 끝나면 카탈레이즈에 의해 빨리 분해돼야 한다"고 말했다.

하지만 카탈레이즈 유전자가 제거된 초파리는 활성산소가 몸에 쌓여 빨리 수명을 마친 것.

이 교수는 "인체의 장에는 500종 이상 1000조마리의 세균이 살고 있는데 평소에는 음식물의 소화와 흡수를 돕지만 수가 늘어나면 노폐물 등이 쌓여 해롭게 된다"면서 "활성산소가 세균 수를 조절하는데 중요한 역할을 수행하고 있다"고 설명했다.

이 교수는 또 "만일 카탈레이즈가 제대로 작동하지 못하면 활성산소가 계속 쌓여 만성염증이 유발돼 심하면 대장암에 이를 수 있다"고 덧붙였다.

 

슈퍼 알코올 생산 박테리아 나왔다

국내 생산능력 20% 높여

알코올을 만드는 미생물의 유전체(게놈) 정보를 해독하고, 이를 이용해 알코올 생산능력을 극대화한 ‘슈퍼알코올 박테리아’를 국내에서 개발했다.

생명공학기업 마크로젠 정현용 박사와 서울대 서정선 교수(의대) 연구팀은 14일 “알코올을 생산하는 미생물 ‘자이모모나스 모빌리스’의 유전체 정보를 이용해 알코올 생산능력을 20% 가량 높인 ‘슈퍼 알코올 박테리아’를 개발하는 데 성공했다”고 밝혔다. 이 연구결과는 저명한 과학저널인 <네이처 바이오테크놀로지>의 내년 1월호에 실릴 예정이다.

에탄올 발효 균주인 자이모모나스는 포도당 등을 먹고 여러 대사물질을 만들어내기 때문에 혈장대용제나 면역제 등 의약품의 생산에 응용할 수 있다.

연구팀은 200만 염기쌍 크기의 자이모모나스 유전체 염기서열을 완전 분석하고 알코올 발효과정에서 핵심 구실을 하는 54개 유전자를 밝혀내 이 박테리아가 다른 박테리아에 비해 알코올 생산능력이 뛰어난 이유를 밝혔다. 이어 연구팀은 이런 유전정보를 활용해 ‘슈퍼 알코올 박테리아’를 유전자 재조합으로 만들었다.

연구팀은 “이 기술을 이용해 옥수수 줄기나 볏짚, 폐목재 등 생체 폐기물을 100% 알코올로 바꿀 수 있는 ‘미생물 공장’을 만들 계획”이라고 말했다.

건강한 손은 대장균 죽이는 단백질 때문

온갖 더러운 것들에 노출되는 손이 대장균에 감염되지 않는 이유는 손가락 피부에서 대장균 살인자인 단백질이 분비되기 때문이라고 영국 BBC 인터넷판이 29일 보도했다.

독일 킬 대학 연구진은 과학잡지 `네이처 면역학'에 발표한 보고서에서 손가락 끝부분의 피부에서 분비되는 `서라이어신(psoriasin)'이라는 단백질이 대장균의 생존에 필요한 아연을 제거함으로써 세균방어기능을 한다고 밝혔다고 이 방송은 전했다.

연구진은 사람들이 손과 다른 신체 부위를 씻는 물과 여러 신체부위에서 떨어져 나온 피부 각질 조각들을 분석했다.

연구진은 물과 피부 각질, 특히 땀을 많이 흘린 사람의 피부 각질에서조차 대장균인 E 콜리의 살아 있는 흔적을 전혀 발견할 수 없었고, 이것이 서라이어신 단백질 탓이라는 사실을 알아냈다.

서라이어신 단백질은 몇년 전 피부질환인 건선을 앓는 사람에게서 처음 대량으로 발견됐고, 신생아 피부에서도 발견됐다.

연구진은 이 단백질이 출산 도중 신생아의 감염을 막아주고, 항문 주위 피부처럼 고농도의 대장균에 노출되는 피부 부위들도 세균에 감염되지 않게 해주는 것으로 보인다고 말했다.

연구진은 보고서에서 "서라이어신은 E콜리 대장균으로부터 건강한 피부를 유지하게 해주는 선천적 방어기능의 핵심적인 요인"이라고 지적했다.

또 피부는 매우 건조해서 세균이 살기 힘들기 때문에 세균에 감염되지 않을 수 있다고 연구진은 덧붙였다.




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