세균에 구멍을 뚫는 면역 시스템의 영상

(Holes forming. Credit: Edward S. Parsons et al. UCL)

(So-called membrane attack complexes -- imaged on the back of a bacterium. The scale bars correspond to 800 (left) and 30 (right) nanometres. Credit: EMBO Journal (2019), 10.15252/embj.201899852.)

(A video sequence of the formation of a hole in a bacterial surface, recorded at 6.5 seconds per frame. The scale bar (see first frame) corresponds to 30 nanometres. Credit: Edward S. Parsons et al.)

우리 몸의 면역 시스템은 다양한 감염균과 다른 전염성 질환에서 우리를 지키는 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 당연히 다양한 위협에 대응하기 위해 우리 몸의 면역 시스템 역시 여러 가지 대응 시스템을 지니고 있습니다. 그 중 하나가 바로 보체 (complement system) 입니다. 보체는 세균의 표면에 구멍을 뚫어 세균을 파괴하는 시스템으로 여러 단계의 복잡한 과정을 거쳐 목표 세균의 표면에 구멍을 만듭니다.

이 과정에 대해서는 많은 연구가 이뤄져 있지만, 지금까지 세균 표면에 구멍이 뚫리는 과정을 영상으로 촬영한 경우는 없었습니다. 마지막 단계에서 세포막에 구멍을 만드는 membrane attack complex (MAC)의 크기가 워낙 작기 때문입니다. 그 지름은 10 나노미터에 불과합니다.

유니버시티 런던(UCL)의 연구팀은 atomic force microscopy를 이용해 이 과정을 수초 단위로 촬영하는데 성공했습니다. 이 과정에는 18개의 분자가 필요한데, 그래도 크기가 매우 작은 점을 생각하면 놀라운 영상입니다. (위의 사진)

보체 반응은 우리 면역 시스템의 중요한 부분 중 하나이기 때문에 지금까지 많은 연구가 진행되고 있습니다. 이를 통해 인체의 면역 시스템을 더 잘 이해할 수 있다면 질병 기전을 규명하고 치료법을 개발하는데 도움이 될 것으로 기대합니다. 아무튼 학창 시절에 배운 MAC의 실제 영상을 보니 신기한 것 같습니다. 당시 교과서에 실린 것처럼 정말 둥근 도넛 모양이네요.

참고

Edward S. Parsons, George J. Stanley, Alice L.B. Pyne, Adrian W. Hodel, Adrian P. Nievergelt, Anaïs Menny, Alexander R. Yon, Ashlea Rowley, Ralf P. Richter, Georg E. Fantner, Doryen Bubeck, and Bart W. Hoogenboom, Single-molecule kinetics of pore assembly by the membrane attack complex, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-10058-7

https://phys.org/news/2019-05-immune-bacteria.html

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