세균 변신 유도해 내성 만드는 ‘DNA스위치’ 규명

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　세균이 항생제의 공격에 맞서 내성을 갖게 되는 메커니즘이 새롭게 규명됐다. 항생제 내성으로 생기는 슈퍼 박테리아의 위협에 맞서 효과적인 항생제 개발 가능성을 열 수 있을 지 기대된다.

고려대의대 의학과 김희남 교수

　고려대의대 의학과 김희남 교수팀은 병균이 항생제 공격에 대항해 내성을 갖게 되는 새로운 메커니즘을 규명했다고 24일 밝혔다.

　연구팀은 이번 연구를 통해 세균이 여러 항생제에 쉽게 적응하면서 살아남는 것은 ‘DNA스위치’가 세균의 변신을 유도하기 때문이라는 사실을 확인했다.

　연구팀은 항생제 중에서 감염치료제로 가장 많이 쓰이는 ‘베타락탐(β-lactam)’계 항생제를 분해하는 ‘베타락탐아제(β-lactamase)’의 진화 경로와 메커니즘을 관찰한 결과, 항생제 분해효소를 만드는 유전자 내에 새로 생성되는 반복서열이 효소의 구조를 변형시켜 다른 항생제를 분해할 수 있게 하며, 이 때문에 세균이 새로운 항생제에 내성을 갖는다는 사실을 획인했다. 4개 이상의 염기로 이루어진 작은 단위체가 유전자상에 반복서열의 생성을 유도, 결과적으로 효소의 구조적 변형을 유발한다는 것이다.

　연구팀에 따르면, 이 반복서열은 종래의 항생제에 다시 노출되면 DNA스위치로 작동하며 소실돼 원래의 서열로 쉽게 돌아가는 등 적응력이 매우 뛰어난 돌연변이 유형이다. 베타락탐아제는 변형되면서 새로운 항생제 분해능력을 얻지만, 이 때 종래의 항생제에 대한 분해능력을 잃기 때문에 종래의 항생제에 다시 노출되면 원래 형태로 돌아가는 것이 세균의 생존력을 높이는 적응능력이다.

DNA스위치 메커니즘

　김희남 교수는 “이 DNA스위치 메커니즘은 세균뿐 아니라 인간의 유전체에도 존재하며, 인간의 다양한 유전병의 원인이 되므로 감염병 치료외에 그런 면에서도 향후 중요한 연구 대상이 될 것”이라고 말했다. 이 연구 결과는 유전학 분야의 저명한 국제학술지 ‘플로스제네틱스(PLOS Genetics)’ 최근호에 게재됐다.

　김희남 교수팀은 앞서 2010년에도 세균이 인간을 비롯한 동물의 몸 속으로 들어와 각종 병균으로 바뀌는 진화 메커니즘을 세계 최초로 규명해 주목을 받았다.

　심재억 의학전문기자