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미국과 캐나다의 공동 연구진에 의해 미생물 유래 바이오필름을 분해할 수 있는 두 종류의 효소가 발견되었는데, 특이한 점은 이 효소들이 바이오필름을 형성시키는 역할을 하는 효소라는 점이다. 미생물이 항생물질에 대한 내성을 가지게 되는 방법 중 하나가 외부로 부터의 공격을 막을 수 있는 바이오필름을 생성하는 것이다. 이러한 바이오필름은 현재의 질병 치료 체계로는 병원균을 효과적으로 제어하지 못하게 하는 하나의 도전과제로 남아 있다. 지금까지 바이오필름 생성 과정을 방해할 수 있는 화학 물질이 발견되기도 했지만, 이미 만들어진 바이오필름 장벽을 무너뜨려 항미생물제제가 미생물에 접근하는 것을 용이하게 만들 수 있는 방법이 필요한 실정이다. 본 연구에서 연구진들은 바이오필름의 구조를 연구하고 그것이 어떻게 만들어지고 어떻게 미생물에 의해 유지되는지 확인함으로, 바이오필름 생성 과정에 관여하기도 하며, 생성된 바이오필름을 분해하기도 하는 효소를 발견하였다.. 기회감염 세균인 Pseudomonas aeruginosa 가 바이오필름을 형성할 때 세포외 다당류인 Pel 과 Psl 의 합성이 이루어지는데, 이 다당류는 바이오필름의 구조를 형성하고 유지하는데 주요한 역할을 한다. 이 다당류를 합성하는데 PelA 와 PslG 라 하는 두 효소가 관여하는데, 이 효소들은 미생물 세포 내에 이러한 다당체가 축적되는 것을 막는 역할 (glycoside hydrolase) 도 한다. 이 점에 착안하여 연구진은 P. aeruginosa 를 연구실에서 배양하며 바이오필름을 형성하기를 기다렸다. 이후 생성된 바이오필름에 위의 두 효소를 첨가하여 일정시간 반응하였다. 결과 이 효소들이 바이오필름 외벽의 다당류을 분해하여 녹여낸 뒤 바이오필름에 감추어져 있던 미생물들을 외부로 노출 시킬 수 있음을 발견하였다. 이 두 효소가 직접적으로 미생물을 죽이거나 하지는 않지만, 미생물을 외부로 노출시켜 미생물이 항미생물제제에 보다 민감할 수 있게 하여 약물의 효과를 증대시킬 수 있다. 이 결과는 바이오필름을 형성하는 사람의 감염증에 인체에 무해한 효소를 적용함으로 병원균을 통제할 수 있다는 가능성을 보이는 첫번째 단계의 결과이며 이로 인해 항미생물제제가 보다 효과적으로 대상 미생물을 공격할 수 있게 할 수 있을 것이라 기대된다. 하지만, 동물 모델을 이용한 안전성을 검증하는 등 다음 단계의 보다 깊은 연구가 요구된다. 이 연구 결과는 Science Advances 2016, 2(5), e1501632 에 발표되었다. |
