박테리아의 항생제 내성 발달 원리를 알아내다?!

저온 전자현미경으로 1만 배 확대한 대장균(E. coli) 무리. 온혈 동물의 대장에 서식하는 이 박테리아는 대부분 해를 주지 않고 숙주동물과 공생관계를 유지하나, 간혹 심각한 식중독을 일으키기도 한다. © WikiCommons / Eric Erbe, digital colorization by Christopher Pooley / USDA, ARS, EMU.

 

 

[연구 소개]

* 연구팀 : 독일 쾰른대 & 스웨덴 웁살라대

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* 연구 성과

 박테리아의 항생제 내성이 어떻게 진화하는지를 설명하고 이를 예측할 수 있는 모델을 개발

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[연구 내용]

박테리아는 다양한 메커니즘을 통해 항생제 내성을 진화시키는 것으로 알려져 있다. 박테리아는 유전체를 바꿔서 항생제에 덜 민감해짐으로써 살아남는다. 그러나 박테리아가 새로운 생활 조건에 적응할 때 어떤 돌연변이가 발생할지는 예측하기가 어려운 것으로 보고돼 있다. 

 

항생제의 표적과 내성 메커니즘을 그린 도표(2010년 BMC). © WikiCommons / Gerard D Wright

 

연구의 목표 중 하나는 항생제 내성이 박테리아의 성장과 병원성에 어떤 영향을 미치는가를 이해하는 것이다.

 

논문 시니어 저자인 웁살라대 단 안더손(Dan I. Andersson) 의료 세균학 교수는 “이런 종류의 지식은 항생제 내성 출현을 더 잘 추적하고 늦출 수 있게 함으로써 세균 감염을 막는 항생제의 효과적인 치료 기간을 연장할 수 있다” “이와 함께 새로운 유형의 항생제와 가능한 치료법을 창출해 내성 발달 위험을 낮출 수 있다”고 설명했다.

 

 

내성의 정도와 유형을 성장과 연결시킨 모델 개발

 

연구팀은 실험을 통해 박테리아의 항생제 내성이 강할수록 영양소 흡수 능력이 떨어진다는 사실을 발견했다.

 

이전에는 관찰되지 않은 이 같은 연관성을 통해 이들은 어떤 종류의 돌연변이가 발생하고, 돌연변이를 일으킨 박테리아가 다양한 농도의 항생제에 노출됐을 때 얼마나 많은 저항성이 부여되는지를 예측할 수 있었다.

 

실험 결과 항생제 투여량이 적을 때는 특정 종류의 돌연변이를 일으켰고, 항생제 농도가 높을 때는 다른 종류의 돌연변이를 일으켰다. 또 내성 돌연변이 세포들은 항생제 약물이 있을 때 더 높은 성장률을 보였으나, 약물이 없을 때는 약물에 민감한 야생형보다 성장률이 낮았다.

 

 

‘네이처 생태와 진화’ 지 4일 자에 게재된 논문 표지. ©Springer Nature / Nature Ecology & Evolution

 

 

안더손 교수는 “이번 연구는 박테리아의 대사와 성장을 항생제 내성 메커니즘과 연결하는 모델 개발을 위한 첫 번째 단계로, 박테리아가 항생제에 노출될 때의 변화 방식을 예측할 수 있는 길을 열어줄 것이고 다양한 성장 조건에서 박테리아 대사가 어떻게 최적화되는지를 이해하기 위해서는 이론 모델과 실험 분석의 결합이 중요하다는 사실도 보여주었다”고 평가했다.

 

 

 

 

출처

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매체명(The Science Times)

보도일(2021. 03. 10)

김병희 객원기자

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한국과학창의재단 [사이언스타임즈(The SCIENCETIMES)] > 보건ㆍ의학

인터넷과학신문 "사이언스타임즈"

 

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박테리아의 항생제에 대해서 내성이 생기는 기전을 통해

어떠한 긍정적인 기술적 & 의학적 발전이 이루어질까요~?

 

 

단순히 항생제 치료 방향 뿐 아니라 다른 방향으로도 활용이 되겠죠?

환경적인 면에서도 활용할 수 있지 않을까요??

 

흥미롭고 기대되는 연구네요^^