슈퍼박테리아 어떻게 생겨났나

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入力 2010年 9月 10日 03時 00分

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두꺼운 細菌膜 만들어 抗生劑遮斷, 들어온 抗生劑는 藥物 펌프로 排出, 박테리아끼리 內省遺傳子交換

日本에서 슈퍼박테리아 亞시네土薄터菌(MRAB)으로 19名이 死亡한 以後 우리나라에도 不安感이 擴散되고 있다. 슈퍼박테리아란 抗生劑에 耐性을 가진 變種 박테리아다. 이러한 ‘耐性’은 어떻게 생기는 것일까. 專門家들은 農藥을 繼續 쓰면 그 農藥에 죽지 않는 耐性雜草가 생기는 것과 같은 理致라고 말한다.

박테리아가 슈퍼박테리아가 되는 境遇는 여러 가지다. 抗生劑가 박테리아 細胞 안으로 들어오지 못하도록 막는 方式이 代表的이다. 박테리아의 細胞膜에는 通路役割을 하는 數百個의 蛋白質이 있다. ‘通路蛋白質’을 통해 營養分을 供給받고 老廢物은 내보낸다. 抗生劑亦是 이 通路를 利用해 박테리아 細胞 안으로 浸透한다. 하지만 亞시네土薄터菌은 特定抗生劑가 利用하는 通路蛋白質을 만들지 않는다. 그래서 抗生劑가 들어가지 못한다. 慶北大醫學專門大學院 김정민 敎授는 “亞시네土薄터菌은 細胞外壁에 菌膜을 두껍게 만들어 抗生劑의 侵入을 막기도 한다”고 說明했다.

다른 박테리아의 ‘內省遺傳子’를 받아 슈퍼박테리아가 되기도 한다. 박테리아 細胞 안에는 ‘플라스미드’라는 고리 模樣의 遺傳子(DNA)가 있는데, 이를 利用해 박테리아끼리 遺傳子를 交換한다.

박테리아는 다른 박테리아를 保護해주는 ‘弛惰性’도 갖고 있다. 美國 보스턴代와 하버드大硏究陣은 科學學術誌 ‘네이처’ 2日子에 “이미 抗生劑에 耐性이 있는 大腸菌이 保護物質人 ‘인돌(indole)’을 내보내 다른 박테리아를 도와준다”고 發表했다. 耐性이 있는 박테리아에서 輩出된 인돌은 다른 박테리아의 藥物펌프를 作動시켜 內部로 浸透한 抗生劑를 外部로 排出시킨다.

이에 따라 슈퍼박테리아를 잡는 ‘슈퍼 抗生劑’ 開發硏究가 곳곳에서 進行되고 있다. 抗生劑를 剛하게 만들기보다는 슈퍼박테리아가 살아가는 데 꼭 必要한 蛋白質生産을 妨害하는 ‘迂廻戰略’을 擇했다. KAIST 生命化學工學科 이상엽 敎授硏究팀은 亞시네土薄터菌의 遺傳子地圖에서 代謝作用에 關與하는 遺傳子 650個를 뽑아 컴퓨터上에서 ‘假想細胞’를 만들었다. 硏究팀은 遺傳子가 만드는 778個代謝産物을 分析해 必須的인 9個를 찾았다. 代謝産物은 消化와 같은 作用에서 만들어지는 化學物質로 生體反應에서 ‘甘草’ 役割을 한다. 李敎授는 “必須代謝産物의 作用을 막는 抗生劑를 만들면 슈퍼박테리아를 쉽게 물리칠 수도 있다”고 말했다.

지난해 노벨化學賞受賞者인 이스라엘 바이츠만硏究所 아다 요나트 博士도 슈퍼 抗生劑開發에 뛰어들었다.

변태섭 동아사이언스 記者 xrockism@donga.com