뜨거운 온천에서 사는 고세균, 항생제 내성균 잡는다 [달콤한 사이언스]

작성일 08-23

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          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d3951f1cd3420e356a1f099c19e34d98128e5813d20bc7109a60fc70263c1300" dmcf-pid="Bf18u1sdl5" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="인공지능을 이용한 생체분자 스크린 작업을 통해 고세균에서 치명적인 세균에 대응할 수 있는 항생물질이 발견됐다. 미국 옐로스톤 국립공원 내 그랜드 프리즈메틱 온천(사진)처럼 고온에서도 항생물질을 가진 고세균이 발견됐다.  사이언스 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/23/seoul/20250823140241089qzco.jpg" data-org-width="660" dmcf-mid="zL7d27TNCt" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/23/seoul/20250823140241089qzco.jpg" width="658"></p>
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            인공지능을 이용한 생체분자 스크린 작업을 통해 고세균에서 치명적인 세균에 대응할 수 있는 항생물질이 발견됐다. 미국 옐로스톤 국립공원 내 그랜드 프리즈메틱 온천(사진)처럼 고온에서도 항생물질을 가진 고세균이 발견됐다. 사이언스 제공
           </figcaption>
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          <p contents-hash="085129e2edc354a1edc9655ce9b24e3ad3cc0ccd40c1a9426c1e6b482cd48172" dmcf-pid="b4t67tOJhZ" dmcf-ptype="general">고(古)세균(Archaea)은 세포핵이 없는 단세포 생물로 원핵생물의 한 부류이지만, 세균과 다르다. 독특한 것은 세균을 비롯한 생물종이 살기 힘든 곳에서도 번식한다는 점이다. 고세균은 서식지나 특징에 따라 구분하는데 메탄생성균, 극호염성균, 호열성균, 초고온성균으로 분류된다. 이렇게 뜨거운 온천이나 소금 평원 같은 극한 환경에서도 번성하는 고세균은 다양한 환경에서 세균(bacterium)과 함께 번식한다. 최근 이들 고세균이 항생제 내성을 가진 세균을 사멸시키는 성분을 발견해 주목받고 있다는 연구 결과가 2편의 논문으로 발표돼 눈길을 끈다.</p>
          <p contents-hash="d586fad4675e69dc8e96b99d515a6f7978e9cbf9f3e3f5e2f25005b04561b458" dmcf-pid="K8FPzFIivX" dmcf-ptype="general">우선 미국 펜실베이니아대 의대 중개의학 및 치료 연구소, 생물공학·화학·생분자공학과, 화학과, 전산과학과 공동 연구팀은 고세균 233종의 전체 아미노산 서열을 분석한 결과, 큰 단백질이 분해될 때 생성되는 단백질 조각인 암호회된 펩타이드 1만 2600개 이상을 발견했다고 23일 밝혔다. 이는 고세균이 세균과 번식 경쟁하는 과정에서 항생 물질을 생성했을 가능성을 보여준다고 연구팀은 설명했다. 이 연구는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 미생물학’ 8월 12일 자에 실렸다.</p>
          <p contents-hash="02678374a715d277ea861b01eba91c18805b4ad5e26193f6420c0bf8b1aad009" dmcf-pid="9QpMbploWH" dmcf-ptype="general">연구팀은 인공지능 알고리즘을 이용해 고세균 전체 단백질의 완전한 아미노산 서열인 프로테옴을 분석했다. 그 결과, 항균 특성을 가진 암호화된 펩타이드를 찾아냈고, 여기에는 항균 활성이 있다는 사실을 확인했다. 이를 기반으로 펩타이드 80종을 합성해 시험관 실험한 결과, 황색포도상구균, 폐렴간균 같은 각종 질병을 일으키는 병원균에 대해 항균 효과가 있다는 것을 발견했다. 연구팀은 합성 펩타이드 대부분은 세균 내부의 세포질 막을 탈분극시켜 세균을 사멸시킨다고 설명했다. 이는 기존 항균 물질이 세균의 세포 외막에 구멍을 뚫어 파괴하는 방식과 차이를 보였다. 연구팀은 생쥐를 대상으로 실험했는데 ‘아케아신-73’이라는 펩타이드가 치명적인 상처 감염 세균의 양을 ‘최후의 항생제’라고 불리는 폴리믹신 B만큼이나 감소시킨다는 사실도 확인했다.</p>
          <p contents-hash="55961245ef4fe39c38474e1fe9368d214578e2ecc8c513111bb0d07d8bef952c" dmcf-pid="2xURKUSgyG" dmcf-ptype="general">한편, 영국 런던 의학 연구위원회, 임페리얼 칼리지 런던(ICL) 의대 감염학과, 임상과학 연구소, 박테리아 저항 생물학 연구센터, 옥스퍼드대 생화학과, 케임브리지대 유전학과 공동 연구팀도 고세균에서 항균 물질을 발견했다는 연구 결과를 생명과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 8월 14일 자에 발표했다.</p>
          <p contents-hash="f4c0032c02b66708a8a3f03bcb9ee2611be06f7cc855ac767c35eb53d9e67b7a" dmcf-pid="VMue9uvaWY" dmcf-ptype="general">연구팀은 3700종 이상의 고세균 중에서 5% 정도가 세균을 공격할 수 있는 가수분해효소인 펩티도글리칸 분해 효소를 가진 것으로 확인했다. 단백질 구조 분석을 통해 일부 고세균은 이 단백질을 세균에 전달하기 위한 ‘주사기 모양의 분자 주입기’를 갖고 있다는 것을 발견했다. 연구팀은 실험실 연구에서 고세균이 세균과 접촉했을 때 가수분해효소를 분비해 세균의 펩티도글리칸을 파괴해 세균을 사멸했다.</p>
          <p contents-hash="3e9cf4e4814bac10ec8c664f11ff2a264a3de24c725a0f701c88c8726a182ca4" dmcf-pid="fR7d27TNlW" dmcf-ptype="general">두 연구팀은 “수백 종의 고세균이 독특한 화학적 방어 메커니즘을 진화시켰을 가능성이 있다”며 “그중 일부는 사람을 병들게 하거나 기존 항생제에 내성을 가진 세균을 사멸시키는 역할을 하는 것으로 보이며, 아직 치료제로 쓸 수 있는 상태는 아니지만 분명히 관련 물질이나 메커니즘을 이용해 항생제 후보물질을 만들 수 있을 것”이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="5f29b852b37467cc4503c3407589ac048789c0041b444f04efb7eec762b6a5ab" dmcf-pid="4ezJVzyjly" dmcf-ptype="general">유용하 과학전문기자</p>
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