[헬스코리아뉴스 / 임도이] '살모넬라균' 항생제 내성의 비밀이 풀렸다. 항생제 내성의 핵심 기전이 규명되면서 신약 개발 및 내성 연구에 새로운 단서를 마련했다.

국립암센터(원장 양한광) 생명정보연구과 장석원 연구원은 서울대학교 은형종 박사, 아주대학교 이봉진 교수 연구팀과 공동으로, 식중독을 일으키는 살모넬라균이 항생제에 살아남는 비밀을 밝혀냈다. 이번 연구는 앞으로 항생제 내성균 문제 해결과 항암제 내성 연구에도 활용될 수 있어 주목된다.

연구팀은 X선 결정학법을 이용해 살모넬라균 속 독소-항독소 단백질 복합체(ResTA)의 3차원 구조를 분석했다. 그 결과, ResT 독소 단백질이 항생제에 노출될 때 균이 살아남는 '지속성 균주' 형성에 핵심 역할을 한다는 사실을 확인했다.

ResT 단백질이 과활성화된 균을 분석한 결과, 세포 안의 ATP(세포 에너지를 저장하고 전달하는 물질)가 축적되면서 균이 항생제를 견디고 살아남는 것으로 나타났다. 이 발견을 통해, 연구팀은 지속성 균주를 억제하고 재감염을 막는 차세대 항생 전략의 기초를 마련했다.

지속성 균주는 유전자 변이가 없어도 항생제를 견디는 세균으로, 치료 후에도 살아남아 재감염을 일으키거나 내성균으로 바뀔 수 있어 항생제 내성의 중요한 원인으로 꼽힌다. 특히 살모넬라균은 영양 결핍, 산화 스트레스, 대식세포 내부 환경 등 다양한 조건에서도 지속성 균주를 쉽게 형성한다.

장석원 연구원은 "이번 연구는 ResT 독소 단백질이 세포 안 에너지를 쌓아 균이 살아남도록 돕는 메커니즘을 밝혀낸 성과"라며, "이 연구 결과는 항암제 내성 연구와 신약 개발에도 활용될 수 있어 앞으로 큰 의미가 있을 것"이라고 말했다.

연구 결과는 약학 분야 최고 국제학술지 'Drug Resistance Updates(약물 내성 업데이트)' 온라인판에 게재됐다.

<용어설명>

○ X선-결정학법 : X선 회절을 이용하여 단백질 원자 배열을 분석하는 방법.

○ ResT(독소 단백질): 세균의 생장을 억제하거나 세포 내 기능을 방해하는 역할.

○ ResA(항독소 단백질): ResT의 독성을 막아 세균이 정상적으로 살아가게 돕는 역할을 하는 한 쌍의 단백질 시스템.

○ 유전자 발현(전사체) 분석 (Transcriptome Analysis): 세포는 환경 변화나 자극에 반응하여 특정 유전자들을 선택적으로 활성화하거나 억제하며, 이러한 유전자 발현 패턴의 변화가 세포의 기능과 운명을 결정한다. 전사체 분석은 특정 조건에서 세포 내 모든 유전자의 발현 수준을 동시에 측정하고 비교하는 분석 방법으로, RNA 시퀀싱 등의 고처리량 기술을 활용한다. 즉, 세포가 어떤 유전자들을 얼마나 활발하게 사용하고 있는지를 전체적으로 파악하여 세포의 상태 변화와 생물학적 메커니즘을 이해할 수 있게 하는 분자생물학적 연구 방법이다.