장내 병원균 미리 막는 박테리아 개발…"항생제 대체 아닌 추가 옵션"

미국 연구진이 장내 병원균을 미리 공격하는 박테리아를 개발해 쥐의 살모넬라 감염을 예방하는 데 성공했다.

17일(현지시간) 애저라이프사이언스와 버지니아공대에 따르면 브라이언 슈 부교수 연구팀은 무해한 대장균이 살모넬라만 감염시키는 박테리오파지(파지)를 생산하도록 유전자를 조작했다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 마이크로바이올로지'에 실렸다.

파지는 세균을 감염시키는 바이러스로 사람이나 동물은 감염시키지 않는다. 연구팀은 장내에서 파지와 세균이 오래 공존해 감염 치료에 필요한 높은 파지 밀도를 만들기 어렵다는 점에 주목했다.

이에 무해한 대장균이 살모넬라만 공격하는 파지를 운반하도록 설계했다. 대장균이 장에 도달하면 파지를 방출해 살모넬라를 용해(lysis) 방식으로 죽이고, 이 과정에서 파지 수가 급증하도록 했다.

연구팀은 이 조합을 '용해성 파지 생산 라이소젠'(lyto-lysogen)이라고 명명했다. 살모넬라는 원래 다른 세균이 만든 파지 DNA를 감지해 복제를 막지만, 연구팀은 대장균 유전체에 살모넬라 유전자를 넣어 파지를 위장했다.

논문 제1저자인 호제리우 바탈리올리 박사후연구원은 "살모넬라가 대장균에서 나온 파지를 '외부 물질이 아니다'라고 속도록 했다"고 설명했다.

슈 부교수는 "대장균이 항병원균 파지를 생산해 보호막을 만들면 살모넬라가 위를 통과한 직후 가장 약해진 시점에 높은 밀도의 파지와 만나게 된다"고 말했다.

연구팀은 살모넬라가 노인과 어린이, HIV 감염인에게 치명적이고 항생제 내성률이 높아 미국 질병통제예방센터(CDC)가 고위험 병원균으로 지정한 점을 표적 선정 이유로 꼽았다.

바탈리올리 연구원은 "항생제를 대체하는 것이 아니라 감염과 싸울 선택지를 하나 더 늘리는 것"이라며 "다른 세균성 병원균을 표적하도록 확장하는 것도 흥미로운 방향"이라고 말했다.

슈 부교수는 "다른 파지를 넣어 다른 세균을 표적할 수 있는 틀을 마련했다"고 덧붙였다.