항생제로 못잡는 슈퍼박테리아 해법, 부엌 수세미에서 찾았다

미 뉴욕 공과대 학부생들, 박테리아 잡아먹는 바이러스 발견

박테리아. 게티이미지 제공

미국 대학의 학부생들이 항생제에도 끄떡 없는 슈퍼박테리아를 해결할 단초를 발견했다. '업은 아이 삼년 찾는다'는 말처럼 해답은 일상에서 아주 가까운 부엌에 있었다.

2007년 미국 버지니아주와 영국에서 항생제로도 치료할 수 없는 슈퍼박테리아에 감염돼 숨지는 사건이 일어났다. 그 후 더 강력한 항생제를 개발할수록 그것을 뛰어넘는 돌연변이 슈퍼박테리아가 계속해서 생겨났다.

영국 정부의 '항생제 내성 대책위원회'는 2014년 보고서를 통해 "항생제 내성 확산이 지구온난화보다 시급한 위협요인으로 2050년 이후 세계에서 매년 1000만명 이상이 항생제 내성 세균 감염으로 사망하고 100조 달러(11경원, 1조원의 11만배)의 사회적 비용이 들 것"이라고 전망했다. 또한 미국 질병통제예방센터(CDC)는 지난 4월 치사율 60%에 이르는 항생제 내성의 '칸디다 바이러스'가 20여개 국에서 보고됐다며 세계 확산 가능성을 경고했다.

이런 가운데 뉴욕 공과대학(NYIT)의 생명과학과 학부생들이 박테리아를 감염시키는 바이러스인 박테리오파지(bacteriophage)가 부엌 수세미에 사는 것을 발견했다. 박테리오파지는 박테리아 속에 기생해 살면서 박테리아를 잡아먹는 바이러스다. 항생제 내성의 위협이 증가함에 따라 항생제만으로는 죽일 수 없는 슈퍼박테리아와 싸우는 데 유용한 바이러스가 될 수 있다.

주방용 수세미는 모든 종류의 다른 미생물에 노출돼 있는데, 이것은 거대한 미생물 박테리아를 형성한다. 박테리오파지는 지구상에서 가장 풍부한 생물학적 입자로 박테리아가 서식하는 곳 어디에서나 발견된다. 연구진은 박테리오파지가 발견될 것이라는 가정하에 부엌 수세미에서 이것들을 찾아 봤다.

이들은 박테리아를 그들 자신의 주방에서 사용하던 수세미로부터 분리한 다음 박테리아를 미끼로 사용해 그것을 공격할 수 있는 박테리오파지를 찾았다. 두 명의 연구원이 부엌 수세미에 살고 있는 박테리아를 감염시키는 단계를 성공적으로 발견했다. 뉴욕 공과대학의 생명과학과 학생인 브리아나 웨이스는 "우리의 연구는 잠재적으로 유용한 단계를 내포할 수 있는 미생물 환경을 찾는 것의 가치를 보여준다"고 말했다.

학생들은 이 두 개의 박테리오파지를 '교환'해서 그들이 다른 사람의 격리된 박테리아를 교차 감염시킬 수 있는지 알아보기로 결정했다. 결과적으로, 그 박테리오파지는 다른 사람의 박테리아를 죽였다. 웨이스는 "이 때문에 우리는 박테리아 변종이 두 개의 다른 수세미로부터 왔음에도 불구하고 우연히 같은 것인지 궁금해 하게 됐다" 라고 말했다.

이들은 분리된 박테리아 균주의 DNA를 비교했고, 둘 다 에노박테리아과라는 것을 발견했다. 이 박테리아는 대변에서 흔히 발견되는 막대 모양의 미생물군에 속하며, 병원 환경에서 감염을 일으킨다. 균주들은 밀접한 관련이 있지만 생화학실험을 할 때 그 균주들 사이에 화학적인 변이 있다는 것을 발견했다.

웨이스는 "이러한 차이점들은 박테리오파지가 감염시킬 수 있는 박테리아의 범위를 이해하는 데 중요하며, 이것은 또한 특정 항생제 내성 감염의 치료 능력을 결정하는 데 중요한 요소다"라고 말했다.
이어서 "우리는 연구를 계속하면서 다양한 미생물 생태계에서 박테리아를 감염시킬 수 있는 더 많은 박테리오파지를 분리하고 특성화해 항생제 내성 박테리아 감염을 치료하는데 사용될 수 있기를 희망한다"고 전했다.

이 연구는 뉴욕 공과대학에서 7명의 학생과 함께 학부 연구 강의의 일환으로 시작됐다. 이번 연구결과는 23일(현지시간) 미국 미생물학회의 연례 회의인 ASM Microbe에서 발표됐다.

monarch@fnnews.com 김만기 기자