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2018년 5월 3일 목요일

항생제 먹는 박테리아로 항생제 오염을 해결한다.



(Antibiotics in the environment contribute to drug resistance. But researchers at Washington University School of Medicine in St. Louis have figured out how some soil bacteria turn the drugs into food. The information could lead to new ways to clean up antibiotic-contaminated soil and waterways. Credit: Michael Worful)


 세균 감염은 항생제 개발 전에는 인류의 가장 흔한 사망 원인 이었습니다. 특히 전쟁터에서 죽은 병사보다 부상과 감염으로 죽는 병사들이 더 많다고 할 정도로 상처 부위에 발생하는 창상 감염은 해결하기 어려운 문제 였습니다. 우리의 삶은 알게 모르게 항생제 덕분에 안전해지고 편리해졌습니다. 


 하지만 항생제 내성 문제는 이와 같은 성과를 수포로 돌릴 수 있다는 점에서 많은 우려를 낳고 있습니다. 여기서 한 가지 간과하기 쉬운 문제가 의료 부분 밖에서 남용되는 항생제 입니다. 가축의 성장을 촉진할 목적이나 감염 예방을 위해 농업 부분에서 막대한 항생제가 사용되고 있습니다. 동시에 중국과 인도의 항생제 공장에서 나오는 폐수에서 적지않은 양의 항생제가 주변 환경으로 퍼지고 있습니다. 


 이렇게 광범위하게 퍼진 항생제는 필연적으로 내성균 출현이라는 결과를 가져올 것입니다. 이 내성균은 모든 인류의 잠재적 위험이 될 수 있습니다. 이를 해결하기 위한 가장 근본적인 방법은당연히 항생제 남용과 환경 유출을 막는 것이지만, 이미 오염된 물과 토양 속 항생제 처리 방법 역시 필요합니다. 
 워싱턴 대학의 연구팀은 항생제를 먹는 박테리아가 해결책이 될 수 있는지 연구했습니다. 사실 항생제를 분해하는 정도를 넘어 아예 항생제 자체를 영양원으로 삼는 박테리아의 발견은 과학자들을 경악시켰습니다. 항생제가 오히려 세균 번식을 촉진할수도 있기 때문입니다. 하지만 대개 항생제가 탄화수소 분자라는 점을 생각하면 놀라운 일은 아닙니다. 

 연구팀은 토양 박테리아들이 지닌 항생제 분해 효소를 조사한 후 페니실린 같은 베타락탐계 항생제를 분해하고 대사하는 효소(β-lactamase and a penicillin amidase) 를 대장균 균주에 넣어 페니실린 속에서 증식하게 만들었습니다. 결론적으로 말하면 페니실린 같은 항생제를 분해하는 박테리아는 쉽게 만들 수 있는 것으로 보입니다. 

 연구팀은 축산 및 항생제 공장 폐수 속 항생제를 분해하는 데 이들을 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 물론 항생제 내성에 대한 근본적인 해결책은 아니지만 생태계를 교란하고 내성균을 유발하는 항생제 오염은 줄일 수 있을지 모릅니다. 


 참고 


 Terence S. Crofts et al, Shared strategies for β-lactam catabolism in the soil microbiome, Nature Chemical Biology (2018). DOI: 10.1038/s41589-018-0052-1


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