KAIST 이영훈 교수팀, 대장균의 생물막 형성 제어 기술 개발

(대전) 이주영 기자 = 세균이 자기 방어를 위해 만드는 생물막의 형성과정을 세포대사 조절 기능을 하는 작은 RNA(sRNA)를 이용해 제어하는 기술을 국내 연구진이 개발했다.

한국과학기술원(KAIST·총장 강성모) 화학과 이영훈 교수팀은 28일 대장균에서 100여종의 sRNA(small RNA) 발현 라이브러리를 구축, 환경 스트레스 대응과 밀접한 관련이 있는 생물막의 형성을 제어할 수 있는 sRNA들을 새로 발견했다고 밝혔다.

이 연구 결과는 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports, 10월 15일자)에 게재됐다.

생물막(biofilm) 형성 과정

생물막은 제거가 어렵고 세균의 생체 내 증식, 치석, 의료기기 오염, 수도관, 정수기 등에 분포해 많은 문제를 일으키며 생물막을 형성한 세균은 높은 항생제 내성을 가질 수 있어 슈퍼박테리아의 원인이 되기도 하다.

생물막 형성에 관여하는 sRNA는 표적 메신저RNA(mRNA) 또는 단백질과 상호작용해 세포대사를 조절한다. 학자들은 생물막 형성 원리 규명을 위해 이들 sRNA를 연구해 왔다.

연구진은 현재 대장균에서 알려진 sRNA 100여종 중 99종을 분석, 각각의 sRNA를 발현할 수 있는 라이브러리를 만들었다.

또 환경 스트레스 대응과 밀접한 관련이 있어 생물막 형성에 관여하는 sRNA를 새로 발견하고, 생물막 형성을 위한 생리적 변화를 일으키는 sRNA들을 분석하는 데도 성공했다.

sRNA에 의한 생물막 형성 억제 실험. 대조군은 생물막 형성이 많이 돼 보라색을 띤 반면 sRNA 발현을 제어한 실험군(SdsR)은 생물막 형성이 억제돼 맑은 색을 띠고 있다.

이 분석 방식은 유전체를 분석해 sRNA 작용 원리를 밝히는 기존 연구와 달리 특정 sRNA의 기능을 직접 분석할 수 있어 신속하고 효율적으로 작용 원리를 규명할 수 있다고 연구진은 설명했다.

이 교수는 "이 연구는 생물막 형성과정에 관여하는 신호 전달체계를 이해하는 후속 연구뿐 아니라 sRNA를 진단 마커나 약물 표적으로 삼아 세균의 병원성을 제어하는 데 활용할 수 있을 것"이라며 "앞으로 99종의 sRNA 각각에 대한 돌연변이 균주도 확보해 활용할 예정"이라고 말했다.

한국과학기술원(KAIST) 화학과 이영훈 교수

scitech@yna.co.kr

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