알고 보면 다세포성 생활사를 지녔다? 대장균의 비밀

 (These biofilms are composed of cellular chains in parallel. Credit: Georgia Institute of Technology)

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대장균 (Escherichia coli, E. coli)는 지구상에서 가장 많은 연구가 이뤄진 미생물입니다. 따라서 일반 대중 뿐 아니라 과학자들도 이 미생물의 생활사에 대해서는 더 알아낼 것이 없다고 생각해 왔습니다.

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조지아 공대와 에모리 대학 (Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering at Georgia Tech and Emory University)의 연구팀은 대장균의 증식과 생물막 형성을 연구하던 중 이전에는 보지 못한 독특한 다세포 구조를 확인했습니다.

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다른 박테리아와 마찬가지로 대장균도 거친 세상에서 살아가기 위해 자신을 보호하는 생물막 biofilm을 만듭니다. 여러 세균들이 모여 점액질 보호막인 생물막을 만들면 주변의 유해 환경을 훨씬 잘 이겨낼 수 있습니다. 대표적인 사례는 항생제 투여입니다. 생물막은 병원성 세균이 항생제에 대한 내성을 지니는 핵심 기전 중 하나입니다.

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대부분의 대장균은 무해하지만, 일부 병원성 균주의 경우 이런 생물막을 형성해 치료를 어렵게 만듭니다. 연구팀은 대장균의 증식을 자동으로 추적하는 현미경을 이용해 이 과정을 연구했습니다.

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그 결과 일반적인 생각과 달리 대장균은 생물막 형성 이전에도 서로 뭉치는 것으로 나타났습니다. 네 개의 세포가 하나의 로젯 (rosette)을 형성했는데, 그 구체적인 목적이나 의미는 알 수 없지만, 대장균에서 처음으로 보인 다세포성 생활사입니다.

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만약 이것이 병원성 대장균의 증식이나 생물막 형성에 중요한 과정이라면 새로운 치료법의 단서를 제공할 수 있습니다. 우리는 많은 것을 알고 있다고 생각한 존재에서 사실 많은 것을 모르고 있습니다. 대장균이나 다른 잘 알려진 세균들도 그런 존재들일지 모릅니다.

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참고

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https://phys.org/news/2023-01-coli-eye-lab-evidence-multicellularity.html

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Devina Puri et al, Evidence of a possible multicellular life cycle in Escherichia coli, iScience (2022). DOI: 10.1016/j.isci.2022.105795

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