살모넬라균 속 독소 단백질, 항생제 견디는 세균 형성
항생제 내성의 핵심 기전 규명
신약 개발·내성 연구에 새 단서
국내 연구진이 식중독을 유발하는 살모넬라균이 항생제 내성을 보이는 비밀을 밝혀내면서 신약 개발과 내성 연구에 새 단서를 제공했다.
16일 국립암센터에 따르면 장석원 센터 생명정보연구과 연구원은 은형종 서울대 박사, 이봉진 아주대 교수 연구진과 공동으로 식중독을 일으키는 살모넬라균이 항생제에 살아남는 이유를 규명했다. 살모넬라균은 사람이나 동물의 장내에 기생하는 병원성 세균으로, 흔히 오염된 달걀 껍데기 등을 매개로 살모넬라균 식중독이 발생한다.
연구진은 X선 회절을 이용해 단백질 원자 배열을 분석하는 방법인 X선 결정학법을 통해 살모넬라균 속 독소-항독소 단백질 복합체(ResTA)의 3차원 구조를 분석했다. 독소 단백질(ResT)은 세균의 생장을 억제하거나 세포 내 기능을 방해하는 역할을 하며, 항독소 단백질(ResA)은 ResT의 독성을 막아 세균이 정상적으로 살아가도록 돕는 역할을 하는 한 쌍의 단백질 체계다.
연구 결과 ResT 단백질이 항생제에 노출될 때 균이 살아남는 '지속성 균주' 형성에 핵심 역할을 한다는 사실을 확인했다. 또 ResT 단백질이 과활성화된 균을 분석하자 세포 안의 ATP(세포 에너지를 저장하고 전달하는 물질)가 축적되며 균이 항생제를 견디고 살아남는 것으로 나타났다. 이 발견을 통해 연구진은 지속성 균주를 억제하고 재감염을 막는 차세대 항생 전략의 기초를 마련했다고 전했다.
지속성 균주는 유전자 변이가 없어도 항생제를 견디는 세균이다. 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 "연구 결과는 항암제 내성 연구와 신약 개발에도 활용될 수 있어 앞으로 큰 의미가 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구 결과는 약학 분야 최고 국제학술지 '드럭 리지스턴스 업데이트즈'(Drug Resistance Updates)(IF 15.8) 온라인판에 게재됐다.
