이원재 교수 연구팀, 동물 장세포 메커니즘 규명

"유익한 미생물은 살리고 해로운 세균만 제거"

이화여대 이원재 교수 연구팀


인간을 포함한 지구상 모든 생명체의 장에는 엄청난 수의 미생물이 자리잡고 살면서 음식물 분해, 비타민 합성, 면역 등 생명체가 살아가는 데 꼭 필요한 유익한 활동을 한다. 이렇게 이로운 미생물 외에도 음식물 섭취 등을 통해 생명체에는 수많은 해로운 미생물이 시시각각 유입된다. 이러한 해로운 미생물이 우리 몸에 흡수되면 감염 등으로 우리 몸에 치명적인 피해가 발생하기도 한다.

생명체의 신비로운 점은 장세포가 유익한 미생물, 일명 공생미생물을 그대로 두고, 해로운 존재인 비공생 미생물만 골라 강력한 공격에 나선다는 것이다. 덕분에 우리는 세균에 감염된 음식을 먹어도 장에서 적절한 조치가 취해지기 때문에 특별한 경우가 아니면 건강을 유지하며 살 수 있다.

국내 연구진이 동물의 장세포가 비공생 미생물을 제거하는 메커니즘을 밝혀냈다.

이화여대 이원재 교수 연구팀은 동물의 장세포가 세균을 제거하는 기전을 규명해, 지난 18일자 디벨로프멘털셀(Developmental Cell)지에 게재됐다고 22일 밝혔다.

이원재 교수(사진) 연구팀은 초파리를 이용해 장세포와 다양한 장내 미생물간의 복잡한 관계를 분석하는 연구를 수행, 지난 2005년 장세포에서 비공생 미생물을 제거하는 기능을 수행하는 듀옥스(DUOX)라는 효소를 발견했다. 듀옥스가 비공생 미생물 제거의 비밀을 쥐고 있는 핵심물질임을 밝혀낸 것이다.

이번 연구에서는 한 단계 나아가, 장세포가 듀옥스를 이용해 비공생 미생물을 제거하는 신호전달 기전을 규명했다.

연구결과 장세포는 비공생 미생물의 특정 성분(아직 밝혀지지 않음)을 인지하면 바로 '포스포리파제 C(PLC)-베타'라는 인지질 분해효소를 활성화한 후 세포 내 칼슘 농도를 진하게 만드는 것으로 밝혀졌다. 칼슘 농도가 진해지면 세포 내 듀옥스가 활성화되고, 활성화된 듀옥스는 살균용 활성산소를 만들어 미생물을 죽이게 된다. 이러한 과정은 수초 내에 마무리된다. 또 이 과정이 제대로 이뤄지지 못한 초파리는 미생물 감염으로 죽게 된다.

이번 연구는 초파리를 대상으로 했지만, 인체의 장세포에도 많은 양의 듀옥스가 존재하는 것으로 알려져 있는 만큼 유사한 살균작용이 이뤄질 것이라는 게 연구진의 판단이다. 듀옥스의 기능과 역할은 아직 완벽하게 밝혀지지 않고 있다.

이원재 교수는 "이 연구는 장세포의 미생물 제거 기능 저하로 인한 질환을 분자적으로 이해하는 데 학문적 토대를 제공할 것"이라며 "또한 이러한 살균시스템이 작동함에도 불구하고 공생세균은 어떻게 살아남을 수 있는지 미스테리를 푸는 중요한 단서가 될 것"이라고 밝혔다.

안경애기자 naturean@