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세균 독소를 통해 감염성 세균을 제거하는 박테리오파지



 (Negative staining electron microscopy images of the different phages. (A) phi330; (B) phi296; (C) phi315; (D) phi345; (E) phi346; (F) phi349; (G) phi367; (H) phi419; scale bar 100 nm. Credit: Microbiology Spectrum (2025). DOI: 10.1128/spectrum.00597-25)

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박테리오파지는 세균을 숙주로 삼는 바이러스를 의미합니다. 이런 이유 때문에 감염균 치료 목적으로 박테리오파지를 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 물론 박테리오파지를 인간의 목적에 맞게 사용하는 것은 쉬운 일이 아니지만, 기존의 항생제가 점점 효과를 잃어가고 있는 가운데 항생제가 아닌 새로운 돌파구의 필요성이 커지고 있습니다.

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벨기에 브뤼셀 자유 대학 (Vrije Universiteit Brussel (VUB))와 플랜더스 생물공학 연구소 (Flanders Institute for Biotechnology (VIB))의 생물학자인 제시 반디아렌돈크 (Jessie Vandierendonck)와 동료들은 박테리오파지를 새로운 방식으로 세균 퇴치에 응용하는 방법을 연구했습니다.

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일반적으로 치료 목적의 박테리오파지 연구는 바이러스가 특정 세균에 감염된 후 내부에서 활발하게 증식해서 세균을 파괴하고 나오는 방식으로 진행됐습니다. 이 방법은 처음에는 효과가 좋지만 곧 세균도 면역을 키워 이에 대응할 수 있습니다.

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연구팀은 모든 바이러스가 바로 증식해 세균을 파괴하지 않는다는 점에 주목했습니다. 일부 바이러스는 세균의 유전자와 통합된 후 자신을 천천히 복사해 잠복 상태에서 숙주를 죽이지 않고 살아갑니다. 연구팀은 여기에 독소를 생산하는 유전자를 추가해 세균에 치명적인 결과를 가져오도록 변형했습니다.

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병원성 대장균을 대상으로 실험한 결과 연구팀의 변형 박테리오파지는 매우 선택적으로 병원성 대장균에서 독소를 생산해 결과적으로 세균을 없애는 것으로 나타났습니다. 연구팀의 접근은 조용히 목표만 제거하기 때문에 다른 세균에 미치는 피해를 최소화하는데 유리한 것으로 나타났습니다. 항생제의 주요 부작용 중 하나가 유용한 장내 미생물을 죽이는 것이라는 점을 생각하면 주목할만힌 장점입니다.

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물론 박테리오파지를 이용한 세균 치료는 여전히 쉽지 않은 일입니다. 인체의 면역 시스템이 이를 침입자로 간주해 면역 반응을 일으켜 제거하기 때문입니다. 하지만 많은 연구가 이뤄지는 만큼 언젠가는 유효한 치료법이 될 수 있을 것으로 생각합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2025-10-genetically-phages-bacterial-toxins-combat.html

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Jessie Vandierendonck et al, Isolation and characterization of bacteriophages from clinical enterohemorrhagic Escherichia colistrains, Microbiology Spectrum (2025). DOI: 10.1128/spectrum.00597-25

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