살모넬라와 바이러스가 서로 협력해 더 치명적인 감염을 만든다?

(Credit: CC0 Public Domain)

우리 몸 속에는 많은 공생 미생물이 존재합니다. 장내 미생물이 가장 흔한 형태로 사실 사람세포보다 더 많은 세균이 존재합니다. 이들은 숙주가 다 분해시키지 못한 음식물을 분해해 영양분을 얻으면서 숙주에게도 필수 영양소와 면역을 제공합니다. 최근에는 장내 미생물이 숙주에게 여러 가지 이로운 기능을 제공한다는 사실이 점점 밝혀지고 있습니다.

하지만 불행히 병원성 세균들도 우리 몸에서 영양분을 얻기 위해 기회를 노리고 있습니다. 그 가운데 하나가 바로 식중독과 장염을 일으키는 살모넬라 (Salmonella Typhimurium, 쥐티푸스)입니다. 살모넬라는 이를 제거하려는 노력에도 불구하고 끊임없이 인체 감염을 일으키면서 사라지지 않는 감염성 질병이 되고 있습니다.

그런데 모든 살모넬라 균주가 같은 병원성을 지닌 것은 아닙니다. 전 세계 살모넬라 감염의 1/4, 그리고 영국내 감염의 절반을 담당하는 균주가 ST34 입니다. 이스트 앵글리아 대학과 쿼드럼 연구소의 엘레노라 타시나리와 롭 킹슬레이 교수(Eleonora Tassinari and Professor Rob Kingsley from the Quadram Institute and University of East Anglia)는 ST34 S. Typhimurium의 병원성에 영향을 미친 인자를 조사했습니다.

연구팀이 발견한 흥미로운 사실은 mTmV 바이러스에서 기원한 sopE라는 독소가 이 균주의 유행을 도왔다는 것입니다. 대략 2002년 쯤 mTmV 바이러스가 유행한 것으로 보이는데, 이 때 바이러스에서 sopE를 인코딩하는 유전자가 전달된 것으로 보입니다. 바이러스는 세균을 파괴하면서 증식하기 때문에 세균의 천척이지만, 종종 이런식으로 유전자를 전달해 서로 공생하는 경우도 있습니다. 이렇게 시너지 효과를 얻으면 세균도 더 많이 증식하고 바이러스도 더 많이 증식할 기회를 얻기 때문입니다.

인간 입장에서 보면 달갑지 않은 빌런들의 연합이지만, 이들 입장에서는 생존을 위한 공생인 셈입니다. 이를 효과적으로 억제할 방법을 찾기 위해서라도 이들의 공생 관계를 더 연구할 필요가 있을 것입니다.

참고

https://phys.org/news/2020-10-bacterial-virus-salmonella-strain.html

Eleonora Tassinari et al. Whole-genome epidemiology links phage-mediated acquisition of a virulence gene to the clonal expansion of a pandemic Salmonella enterica serovar Typhimurium clone, Microbial Genomics (2020). DOI: 10.1099/mgen.0.000456

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