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잠자는 세균을 깨워 증식하는 바이러스


 

(The paride phage (purple) is one of the few phages to attack dormant bacteria. (Graphic: Fabienne Estermann & Enea Maffei / ETH Zurich))

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박테리아는 면역 시스템이나 항생제를 회피할 수 있는 여러 가지 수단을 지니고 있습니다. 그중 하나는 겨울잠을 자는 것처럼 휴면 상태에 들어가는 것입니다. 조용히 죽은 척 하고 있으면 면역 시스템에 걸리지 않을 수 있고 주로 세포 분열 과정에 끼어드는 항생제의 공격도 피할 수 있습니다.

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그런데 흥미롭게도 이런 휴면 상태의 세균도 깨울 수 있는 존재가 있습니다. 바로 박테리아에 기생하는 바이러스인 박테리오파지입니다. 박테리오파지는 숙주인 박테리아의 물질을 이용해서 증식하는 만큼 잠자는 박테리아를 깨워야 증식이 가능합니다.

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스위스 취리히 연방공대 (ETH Zurich)의 과학자들은 이런 박테리오파지 가운데 인체에 질병을 일으키는 세균에 기생하는 박테리오파지를 찾아냈습니다.

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파라이드 Paride는 인간에 위험한 세균인 녹농균 (Pseudomonas aeruginosa)에 기생하는 박테리오파지입니다. 녹농균은 상처 감염부터 폐렴, 요로 감염 등 각종 감염을 일으킬 뿐 아니라 최근에는 항생제 내성을 지닌 경우가 늘어나 의료 현장의 골치거리 중 하나입니다.

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연구팀은 파라이드가 잠자고 있는 녹농균의 99%를 제거할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 어떻게 그렇게 했는지는 확실치 않지만, 이 바이러스가 세균 표면에 붙은 후 바이러스 증식에 필요한 물질을 만들어낼 수 있도록 분자 스위치를 켜서 다시 가동시키는 것으로 생각됩니다.

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여기서 신기한 부분는 파라이드가 모든 녹농균을 제거하지 않는다는 점입니다. 바이러스가 살려면 숙주도 있어야 하기 때문인지 일부는 살아남아 다시 증식하게 허용합니다.

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하지만 바로 이때 카바페넴 같은 항생제를 함께 사용하면 수면 상태가 아니기 때문에 훨씬 잘 제거할 수 있습니다. 연구팀은 이런 방법으로 녹농균을 100% 제거했습니다. 카바페넴이 수면 상태인 녹농균에 효과가 없다는 점을 생각하면 고무적인 결과입니다.

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파라이드를 실제 임상에서 감염치료에 사용할 수 있을 지는 모르지만; 이번 연구는 항생제 내성균 치료에 새로운 가능성을 보여주고 있습니다. 세균을 어떻게 깨우는지만 알아내면 꼭 박테리오파지를 사용할 필요가 없기 때문에 실제 임상에서 적용하기가 더 쉬울 수 있습니다.

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과학자들이 맞는 답을 찾아낼 수 있을지 주목됩니다.

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참고

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https://newatlas.com/medical/virus-phage-kills-sleeping-bacteria-superbugs/

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https://www.nature.com/articles/s41467-023-44157-3

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