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식중독을 일으키는 주요 원인균인 살모넬라균이 항생제 공격에도 살아남는 ‘지속성 균주(Persister Cell)’의 생존 비밀이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.
국립암센터 생명정보연구과 장석원 연구원은 서울대학교 은형종 박사, 아주대학교 이봉진 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 살모넬라균이 항생제에 내성을 갖는 핵심 원리를 규명했으며 이는 향후 항생제 내성균 문제 해결과 더불어 항암제 내성 연구에도 새로운 가능성을 열어줄 것으로 주목받고 있다.
연구팀은 X선 결정학법을 활용하여 살모넬라균 속의 독소-항독소 단백질 복합체(ResTA)의 3차원 구조를 정밀하게 분석했다. 이 연구를 통해 ‘ResT’ 독소 단백질이 항생제에 노출됐을 때 균이 죽지 않고 살아남는 지속성 균주를 형성하는 데 결정적인 역할을 한다는 사실을 확인했다.
특히, 연구팀은 ResT 단백질이 과활성화된 균을 분석한 결과 세포 내 에너지 물질인 ATP(아데노신 삼인산)가 비정상적으로 축적되는 현상을 발견했다. 이 ATP의 축적이 곧 균이 항생제를 견디고 생존할 수 있게 하는 핵심 메커니즘임이 밝혀졌다.
장석원 연구원은 “이번 연구는 ResT 독소 단백질이 세포 안 에너지를 쌓아 균이 살아남도록 돕는 메커니즘을 밝혀낸 성과”라고 강조했다.
지속성 균주는 유전자 변이 없이도 항생제를 피해 생존하는 세균을 의미하며 치료 후에도 몸에 남아 재감염을 일으키거나 결국 항생제 내성균으로 변이될 가능성이 있어 항생제 내성 문제의 중요한 원인으로 꼽힌다. 살모넬라균은 영양 결핍, 스트레스 등 다양한 환경 조건에서 이러한 지속성 균주를 쉽게 형성하는 특징이 있다.
이번 연구를 통해 ResT 독소 단백질이 ATP를 축적시켜 균의 생존력을 높이는 원리가 규명되면서 연구팀은 이 지속성 균주를 효과적으로 억제하고 재감염을 막을 수 있는 차세대 항생 전략의 기초를 마련하게 됐다.
장 연구원은 “이 연구 결과는 항생제 내성균뿐만 아니라, 암세포가 항암제에 내성을 갖는 메커니즘을 이해하고 신약을 개발하는 데도 활용될 수 있어 앞으로 큰 의미가 있을 것”이라고 기대감을 표했다.
이번 연구 결과는 약학 분야의 최고 권위 국제학술지인 (IF 15.8) 온라인판에 최근 게재돼 학계의 주목을 받고 있다.
