기본 콘텐츠로 건너뛰기

항생제 내성균을 파괴하는 분자 드릴



(A Klebsiella pneumoniae bacteria after being attacked by the molecular drills. The yellow arrows indicate cell wall holes, and the purple shows where material is leaking from inside. Don Galbadage/Texas A&M)

(A microscope image of Klebsiella pneumoniae after being targeted by molecular drills. The insides of the bacteria are leaking out at the red arrow. Don Galbadage)

(An illustration shows how motorized nanomachines triggered by light drill into bacteria, making a path for antibiotics. Experiments showed the bacteria became susceptible again to the antibiotic meropenem, to which it had developed resistance. Illustration by Don Thushara Galbadage)


 여러 차례 소개한 것처럼 항생제 내성 세균은 21세기 의학의 가장 큰 위협입니다. 따라서 내성균을 죽일 수 있는 다양한 항생 물질이 연구되고 있습니다. 라이스 대학의 제이스 투어 랩 (James Tour Lab at Rice University)의 연구팀은 항생 물질이 아닌 분자 나노 드릴을 대안으로 제시했습니다. (정확히 말하면 분자 나노머신, Molecular nanomachines (MNMs))


 연구팀은 흔한 감염성 세균 중 하나인 Klebsiella pneumoniae 표면에 붙을 수 있는 분자 모터를 개발했습니다. 이 모터는 평소에는 작동하지 않지만, 빛을 통해 활성화시키면 초당 300만회 회전합니다. 그러면 세군 표면에 구멍이 뚫려 죽게 됩니다. 설령 죽지 않고 살아남는다고 해도 뚫린 구멍으로 항생제가 들어와 내성균도 죽게 됩니다. 항생제 내성의 주요 기전 중 하나가 보호막을 치거나 항생제를 외부로 퍼내는 것이기 때문입니다. (모식도 참조) 


 연구팀은 중요한 항생제 가운데 하나인 메로페넴(meropenem) 내성 K. pneumoniae에 이 분자 모터를 사용해 17%에 세균을 죽였고 메로페넴과 함께 투여한 경우 65%를 제거했습니다. 몇 가지 다른 조치를 하면 제거율은 94% 까지 올라갔습니다. 이 방법은 항생제와 달리 생화학적 반응이 아니라 물리적 방법을 통해 세균을 죽이기 때문에 내성에 무관하게 세균을 제거할 수 있다는 점이 가장 큰 장점입니다. 


 하지만 아직은 기초 연구 단계로 실제 임상에 적용될 수 있을지는 미지수입니다. 실제 감염병 치료에 효과가 있으면서 부작용이 없는지 검증하기에는 많은 시간이 필요할 것입니다. 아무튼 물리적 방법으로 세균을 파괴한다는 점이 재미있는 접근 방법이라고 생각합니다. 연구팀이 이 새로운 나노머신이 암 치료 등 여러 가지 영역에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 


 참고 





댓글

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...