[FOCUS] 결핵 박테리아의 철분 이동 차단, 세균 번식 억제 가능
수정일 2020년 04월 14일 화요일
등록일 2020년 04월 14일 화요일

결핵 박테리아가 생존하기 위해서는 철분이 필요하다는 연구 결과가 발표됐다. 철분 이동을 차단하면 잠재적으로 결핵 박테리아 성장을 억제할 수 있다는 것이다.

스위스 취리히대학 연구팀은 결핵균의 철분 이동을 표적으로 하는 새로운 접근법을 조사해 결핵 박테리아가 프로세스를 가속하기 위해서는 철분이 필요하다는 것을 밝혀냈다. 즉, 철분 이동이 차단되면 박테리아가 굶주려 번식 능력이 파괴된다는 것이다.

취리히대학 연구팀은 결핵균의 성장을 막을 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 연구팀은 새로운 항결핵 치료제를 고안하기보다는 박테리아를 죽일 방안을 고안했다. 결핵균의 철분 이동을 차단해 정상적인 기능을 할 수 없게 만든 것이다. 결핵균은 철분 공급에 의존하기 때문에 무기질 이동을 차단하면 숙주 세포 내에서 증식할 수 없게 된다.

연구팀은 실험실에서 결핵균 화학 프로세스를 분석했다. 그리고 결핵균의 철분 섭취를 연구해 철분 섭취를 가능하게 만드는 것이 무엇인지 조사했다. 박테리아가 주변 환경 혹은 숙주 세포에서 철분을 얻기 위해 사용하는 분자와 단백질을 조사했다. X레이 결정학과 크리아오 일렉트로닉스 현미경 검사를 통해 박테리아가 철분을 얻는 방법을 밝혀냈다.

연구팀은 박테리아가 사람 세포를 감염시킬 때 숙주 세포가 자동적으로 철분 농도를 최소한으로 감소시키기 위해 신호를 전달한다는 것을 확인했다. 즉, 숙주 세포가 철분 함유량을 낮춰 박테리아가 생존할 수 없게 만들고 있었다.

결핵균은 마이코박틴이라는 소형 분자를 배출해 숙주 세포에서 철분이 떨어져 나오게 만들었다. 그리고 마이코박틴에 결합된 철분은 IrtAB라는 단백질에 의해 박테리아로 이동됐다. 

마커스 시거 교수는 “박테리아의 세포막에 위치한 이동 단백질은 병원균 생존에 중요하다. IrtAB가 없거나 제대로 기능하지 않는다면, 결핵균은 사람 세포 내에서 더이상 번식할 수 없다”고 설명했다.

연구팀이 철분 이동 구조를 연구하기 위해 사용한 두 가지 방법으로 단백질 이미지를 구현할 수 있었다. IrtAB 단백질은 ABC 수송체 단백질군에 속하지만, 결핵균에서는 박테리아 세포에서 철분을 제거하는 대신에 철분을 흡수할 수 있게 작용했다.

게다가 마이코박틴에 부착된 철분을 수정할 수 있었다. 철분이 안전하게 전달되면 부착된 철분과 마이코박틴은 재활용할 수도 있었다. 즉, 결핵균의 전체 기능과 생존 가능성에서 중요한 기능을 하고 있었다. 이 단백질은 향후 결핵 치료에서 중요한 표적이 될 수 있으며 현재 치료법과 통합될 수 있다. 새로운 치료법은 결핵 치료에 필요한 항생제 효능을 높여줄 것이다.

 

세계적으로 결핵은 공동감염 빈도 때문에 HIV와 연결돼 있다. 임상의들은 HIV를 결핵 증상의 촉발원인으로 간주하고 있다. 

건강한 사람은 문제없이 잠복 상태의 결핵을 조절할 수 있지만  HIV에 감염되면 바이러스가 면역 체계를 약하게 만들어 박테리아가 증식하기 시작한다. 박테리아 수가 증가하면 면역 체계는 결핵을 조절하지 못한다.

한윤경 기자 ra10232@gmail.com
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