(Many Bacteroides species (a mixture of five shown in this color-enhanced micrograph) reside in the human gut and secrete toxins that bacteria must neutralize to survive. Credit: Kevin Cutler/Mougous Lab/UW/HHMI)
(Different Bacteroides species (five shown) colonize human intestines, along with many other species of bacteria. These microbes, known collectively as the gut microbiome, play a key role in people's health. Credit: Kevin Cutler/Mougous Lab/UW/HHMI)
우리 장내에는 수많은 미생물이 살아갑니다. 이들은 주로 대장에서 우리가 소화시키고 남은 음식물을 분해하는데, 사실 대변 무게의 상당량은 세균입니다. 대략 대변 1g에 세균 1000억 마리가 살고 있으며 숫자로 보면 우리 몸에 있는 세포보다 장내 미생물이 10배 정도 더 많습니다.
물론 이 박테리아는 인간 세포보다 매우 작습니다. 하지만 우리 몸에 미치는 영향은 절대 작지 않다는 사실이 밝혀지고 있습니다. 장내 미생물이 하는 여러 가지 기능 중 하나는 다른 세균이 함부로 침입하지 못하게 막는 것입니다. 하지만 반대로 현재 있는 세균이 우리 몸의 면역 시스템에서 어떻게 무사한지는 잘 알려지지 않았습니다.
워싱턴 대학 하워드 휴이 의학 연구소의 요셉 모구스 (Joseph Mougous, a Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Investigator at the University of Washington (UW))가 이끄는 연구팀은 장내로 들어온 세균 중 일부만 살아남는 이유를 연구했습니다. 연구팀은 10년 동안 박테로이데스 (Bacteroidales) 세균이 만드는 type VI secretion system이라는 세균 파괴 시스템을 연구했습니다. 이 시스템은 세균에 구멍을 뚫어 세균을 죽게 만듭니다. 하지만 장내 미생물들은 이 물질에 대한 면역 물질을 만드는 유전자를 가지고 있습니다. 문제는 숙주마다 자물쇠처럼 조금씩 형태가 틀리다는 것입니다.
연구팀은 1000명의 대변 샘플에서 이 면역 유전자를 조사했습니다. 그 결과 세균들이 수많은 면역 유전자를 지니고 있다는 사실을 확인했습니다. 흥미롭게도 이 유전자는 대부분 다른 세균에서 얻은 것이었습니다. 우리 몸에 정착한 장내 미생물은 이렇게 유전자를 확보한 미생물로 보입니다. 마치 열쇠와 자물쇠처럼 서로 맞는 유전자와 독이 없으면 생존이 어렵다는 것이 특정 미생물 균주만 살아남는 이유 중 하나일 것입니다.
이번 연구는 장내 미생물 환경이 쉽게 바뀌지 않는 이유를 설명해주고 있습니다. 우리는 광고 때문에 장내 미생물이 유산균만 먹으면 쉽게 변할 수 있다고 생각하지만, 실제로는 유제품처럼 본래 있던 장내 미생물이 이용할 수 있는 먹이 때문에 비율이 바뀌는 것이지 세균 그룹이 쉽게 바뀌는 것은 아닙니다. 다만 이런 연구를 통해 앞으로 장내 미생물군 변형과 이를 통한 치료도 가능할지 모릅니다.
참고
Human gut bacteria contain acquired interbacterial defence systems, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1708-z , https://nature.com/articles/s41586-019-1708-z
댓글
댓글 쓰기