기본 콘텐츠로 건너뛰기

생물막 형성을 막는 식물 유래 물질


 

(Microscopy images of bacteria strains, one, top, producing fimbriae as normal and one with high level of MEcPP unable to produce the fimbriae. Credit: Jingzhe Guo/UCR)

생물막 (biofilm)은 세균과 세균이 분비한 물질로 이뤄진 슬라임 같은 막으로 우리 일상 생활에서는 치태 (플라그)가 대표적 사례입니다. 생물막은 세균에게 든든한 보호막이 되어 주는데, 반대로 말하면 병원균이 만드는 생물막은 인간 입장에서 골치 아픈 장애물입니다. 특히 인체에 삽입하는 카테터나 장치 표면에 생기는 생물막은 생명을 위협하는 감염원이 될 수 있습니다.

따라서 과학자들은 생물막 형성을 억제할 수 있는 방법을 개발하기 위해 많은 연구를 진행해 왔습니다. 캘리포니아 대학 리버사이드 캠퍼스의 카타운 데헤쉬 교수 (Katayoon Dehesh, distinguished professor of molecular biochemistry at UCR)가 이끄는 연구팀은 식물 유래 분자에서 그 해답을 찾았습니다.

MEcPP는 본래 식물이 스트레스를 받는 상황에서 나우는 물질로 식물 세포를 보호하는 역할을 합니다. 그런데 놀랍게도 이 물질이 대장균의 생물막 형성을 방해했습니다. 대장균이 보통 식물에 기생하지 않는다는 사실을 생각하면 의외의 결과입니다.

MEcPP의 작용기전은 세균의 선모 (fimbriae) 생성을 방해하는데 있습니다. 세균 표면에 있는 털 같은 섬유임 선모는 생물막이 형성의 첫 과정인 표면에 달라붙기에 중요한 장치이기 때문에 이를 억제하면 생물막 형성을 막을 수 있습니다. 연구팀은 대장균에 MEcPP를 뿌려 선모 생성이 차단되는 것을 확인했습니다.

그 이유를 조사하기 위해 9000개에 달하는 유전자 변이를 조사한 결과 연구팀은 fimE라는 유전자가 선모 생성을 차단한다는 사실을 알아냈습니다. 그리고 MEcPP는 fimE를 활성화시키는 역할을 합니다.

이번 연구가 바로 신약 개발로 이어지진 않겠지만, 앞으로 항생제 이외의 다른 방법으로 감염을 예방할 수 있는 새로운 약물 개발로 이어질 가능성이 있어 후속 연구가 주목됩니다.

참고

https://phys.org/news/2025-01-biofilm-busters-derived-molecule-bacteria.html

Jingzhe Guo et al, An evolutionarily conserved metabolite inhibits biofilm formation in Escherichia coli K-12, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-54501-w

댓글

이 블로그의 인기 게시물

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 ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...