공생 미생물ㆍ비공생 세균 면역반응 밝혀

이화여대 창의연구단

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우리 몸이 장 속에 사는 공생 미생물과 비공생 세균을 구분해 반응하는 면역 메커니즘이 국내 연구진에 의해 규명됐다.

이화여대 생체공생시스템 창의연구단(단장 이원재ㆍ사진)은 세계 최초로 동물의 장 세포에 공생 미생물과 비공생 세균을 효과적으로 제어하는 면역반응 메커니즘을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 과학저널 네이처의 자매지인 `네이처 이뮤놀로지'(Nature Immunolgy) 10일자에 게재된다.

생명체의 몸은 일반적으로 모든 미생물에 대해 강력한 방어작용을 하지만 예외적으로 장세포는 유익한 공생 미생물은 보호하는 반면, 비공생 세균은 신속히 제거하는 특이한 이중반응을 보여 왔다. 그러나 이 원리는 지금까지 생물학계에 풀리지 않는 숙제로 남아 있었다.

이원재 단장은 하은미 박사, 이경아 박사과정 학생과 진행한 이번 연구를 통해 장 세포에서 비공생 세균은 제거하고 공생 미생물을 보호하는 듀옥스(DUOX) 효소의 기능과 조절 메커니즘을 밝혀냈다. 연구결과 장세포는 미생물 감염을 인지하면 듀옥스 효소가 빠르게 발현돼 살균작용을 하는 활성산소 합성이 이뤄지게 하며 듀옥스 효소 발현 증가는 스트레스에 반응하는 대표적인 단백질인 MAPK의 활성화과정을 통해 이뤄지는 것으로 나타났다. MAPK가 제거된 초파리는 미생물 감염 시 높은 치사율을 보였다. 평소에는 MAPK의 기능을 억제하는 유전자가 활성화돼 MAPK의 활성화를 억제하고 듀옥스 효소의 발현도 조절하는 것으로 확인됐다.

이 단장은 "이번 연구는 궁극적으로 `공생 미생물이 어떻게 장 세포의 미생물 제거시스템을 회피하면서 장내에 살 수 있는가'라는 생물학적 수수께끼를 푸는 단서를 제공하고 나아가 면역방어 메커니즘의 문제로 발생하는 질병의 근원을 발견하고 체계적인 치료 방안을 모색하는데 기여할 것"이라고 의의를 설명했다.

안경애기자 naturean@

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