장내 미생물이 좀비 바이러스 깨우는 방법

일 부 장내 미생물이 이웃의 좀비 바이러스를 깨우는 방법

▶요약◀

장내 세균은 모든 종류의 화학 물질을 양조(균으로 발효시키는것)하지만 대부분이 무엇을 하는지 모른다. 새로운 연구에 따르면 이전에 암과 관련이 있었던 그러한 화합물 중 하나가 미생물 전쟁에서 기이한 무기로 작용할 수 있음을 시사한다.

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이미지는 포스팅의 내용과 직접적인 상관이 없습니다.

뉴스기사를 읽던 중 어마무시한 타이틀을 보고 기사를 클릭하게 되었습니다.

기사를 읽어보니 낚시성 제목은 아니였습니다. 

다만 너무 전문적인 용어들이 많아 번역기를 돌렸어도 이해하기 힘든 부분들이 많았습니다.

 

그래도 흥미로운 부분들이 좀 많았는데요.

예를 들자면 미생물들이 장 내에서 서롤르 공격하는 유해 화합물을 생성한다는 것이었습니다. 

이것들이 치고박고 하면서 생성되는 불순한 세포들이 암을 발생시킬 수 있다는 ? 제가 이해하기로는 그랬습니다. 

번역기를 돌려 가져왔는데요. 한번 읽어보셔도 좋을 내용입니다.

 

다 옮겨적은뒤 콜리박틴이라는 독소가 궁금해서 여기저기 찾아봤는데요. 

네이버 리처치 페이퍼 생명공학 시리즈 2020/9/29 포스팅에 관련 내용이 좀 나와있었습니다.

"세계 합동 연구팀이 박테리아가 만들어 낸 특수 독소와 대장암의 연관성을 조사한 결과, 대장균이 생성한 콜리박틴 이라는 독소가 장 내벽의 DNA 손상을 유발하고 악성 종양으로 이어질 수 있다는 것이 밝혀졌다."

 

한가지 다행인것은 많은 미생물이 콜라박틴으로 부터 자신을 보호할 수 있는 장비를 갖춘것으로 나타났다고 합니다. 

Howard Hughes Medical Institute에서 발표한 내용입니다. 

 

"일부 장내 박테리아는 무시무시한 초능력을 가지고 있다. 그들은 다른 미생물에 숨어 있는 휴면 바이러스를 되살릴 수 있다.

이 바이러스의 각성은 바이러스를 운반하는 세포를 파괴하는 본격적인 감염을 촉발한다. HHMI연구원 Emily Balskus의 연구는 처음 bioRxiv.org에 프리프린트로 출판 되었고 나중에 2022/2/23 네이처(Nature) 저널에 발표되었다.

콜리박틴(colibactin)이 잠에서 킬러 바이러스를 불러올 수 있다는 사실을 발견했다."

 

"미생물은 종종 장의 비좁은 구역 내에서 서로를 공격하는 유해 화합물을 생성합니다. 그러나 이러한 화학 무기 중에서 콜리박틴은 특이한 것으로 보인다고 하버드 대학의 화학 생물학자인 Balskus는 말합니다. "그것은 우리가 일반적으로 미생물 군집 내에서 하는 박테리아 독소에 대해 생각하는 표적 유기체를 직접 죽이지 않습니다." 대신, 콜리박틴은 미생물 세포를 조정하여 일부 박테리아의 게놈에 숨어 있는 잠재적이고 치명적인 바이러스를 활성화합니다.

 

인간은 오랫도안 미생물이 생산하는 강력한 화합물을 찾아왔습니다. 콜로라도 의과대학에서 박테리아 바이러스를 연구하는 브렉 듀어콥 (Beeck Duerkop)은 "우리는 이들의 화학적 특성에 대해 많이 알고 있으며 실험실에서 정제하고 항생제를 포함한 의약품으로 사용합니다.

 

그러나 박테리아가 이러한 화합물을 만드는 이유와 이것이 인접 유기체에 미치는 영향은 개방형 질문이라고 이 연구에 참여하지 않은 DUERKOP은 말합니다.

그는 BALSKUS의 팀을" 올바른 방향으로의 한 걸음" 이라는 새로운 작업이라고 부릅니다.

 

화학 암흑 물질

 

과학자들은 콜리박틴이 인간 세포에 큰 피해를 줄 수있다는 사실을 수년간 알고 있었다고 합니다. Balskus와 다른 많은 사람들의 연구에 따르면 이 화합물은 DNA를 손상시켜 결장직장암을 유발할 수 있습니다. 그러나 이 화합물과 질병 사이의 연결을 확립하는 것은 특히 강력한 것으로 판명되었습니다.

 

2006년 프랑스 팀은 장내 세슌 E. coli를 만난 포유동물 세포가 DNA에 치명적인 손상을 입었다고 보고했습니다. 연구자들은 이 손상을 복잡한 분자를 만들기 위한 기계를 암호화하는 E.coli 유전자 클러스터와 연결했습니다. 콜리박틴(Colibactin)이라고 불리는 이 분자는 연구하기가 매우 어려웠다고 합니다. 많은 시도 끝에 연구자들은 그것을 만드는 E. coli에서 그것을 분리할 수 없었다고 합니다.

 

콜리박틴은 과학자들이 미생물이 만드는 것으로 의심되는 많은 일시적인 화합물 중 하나라고 하는데요. 우주에 존재하는 보이지 않는 암흑물질 입자처럼 이 '화학적 암흑물질'은 연구를 위한 창의적인 수단이 필요하다고 합니다. 장의 미생물 화학에 대한탐구의 일환으로 Balskus는 이러한 파악하기 어려운 분자를 조사하기 위해 간접적인 접근 방식을 사용합니다.

 

지난 10년 동안 그녀의 팀은 콜라박틴을 제조하는 미생물 기계를 연구하여 콜리박틴을 조사했습니다. 

그녀와 그녀의 동료들은 콜라박틴의 구조를 결합하여 이중 나선 내에서 잘못된 연결을 형성함으로써 DNA를 손상시키는 것으로 결정했습니다.

 

이 연구를 바탕으로 다른 곳의 과학자들은 암과의 결정적인 연관성을 발견했습니다. 

부자의 독특한 지문은 대장암 성장을 유도하는 것으로 알려진 유전자에 나타납니다.

바이러스의 역할

 

Balskus의 가장 최근 콜라박틴 연구는 다른 질병인 COVID-19에서 시작되었다고 하네요.

다른 많은 연구실과 마찬가지로 그녀는 연구원간의 물리적 접촉을 줄이기 위해 물건을 재배열해야 했는데요.

개편의 일환으로 박사후 연구원 Justin Siope와 대학원생 Joel Wong은 처음으로 서로 가까이서 일하게 되었다고 합니다

그들의 대화는 그들과 Balskus로 하여금 콜라박틴이 붐비는 장에 있는 다른 미생물에 어떤 영향을 미치는지 궁금해하게 만들었습니다.

 

초기에 그들은 콜리박틴 생성 박테리아를 비생산자에게 노출시키는 것이 거의 효과가 없다는 것을 발견했으며, 이는 분자 자체가 특별히 치명적이지 않다는 것을 시사합니다. Silpe와 Wong은 크고 불안정한 분자인 colibactin이 박테리아 세포에 침투하여 DNA를 손상시킬 수 있는지 확신하지 못했습니다. 그들은 제3자(박테리아 감염 바이러스)가 관련되어 있는지 궁금했습니다. 약간의 유전 정보에 지나지 않는 이 바이러스는 박테리아의 DNA에 스며들어 조용히 기다리고 있습니다. 그런 다음 일단 유발되면 지뢰처럼 세포를 폭발시키는 감염을일으 킵니다.

우리는 항상 박테리아가
어떤 식으로든
다른 박테이라을 표적으로
삼기 위해 이 독소를
만들었다고 의심했습니다.

                                                                                   Emily Balskus, 하버드 대학교 HHMI 연구원

 

연구자들이 그러한 잠복 바이러스를 운반하는 박테리아와 함께 콜리박틴 생산자를 키울 때 바이러스 입자의 수가 급증하고 많은 바이러스 함유 박테리아의 성장이 감소하는 것을 보았습니다. 이는 분자가 활동적인 세포를 죽이는 감염의 급증을 촉발했음을 시사했습니다.

콜리박틴은 실제로 박테리아에 들어가 DNA를 손상시킨다고연구팀은 밝혔습니다. 그 손상은 바이러스를 깨우는 세포 깨우기 종처럼 들립니다.

 

많은 미생물이 콜리박틴으로부터 자신을 보호할 수 있는 장비를 갖춘 것으로 나타났습니다. Balskus의 연구실은 다양한 박테리아에서 화합물을 중화시키는 단백질을 암호화하는 내성 유전자를 확인했습니다.

 

콜리박틴은 분명히 위험한 측면이 있지만 단순한 치명벅인 무기 이상의 역할을 할 수 있다고 Balskus는 말합니다. 

예를 들어, DNA 손상과 각성 바이러스는 또한 이웃 박테리아에서 죽음보다는 유전적 변화를 유도하여 잠재적으로 콜리박틴 생산자에게 이익을 줄 수 있습니다.

 

Balskus의 팀의 발견은 암이 콜리박틴을 생성하는 박테리아가 하는 다른 모든 활동에 의해 야기되는 부수적인 손상일 수 있음을 시사합니다.

"우리는 항상 박테리아가 어떤 식으로든 다른 박테리아를 표적으로 삼기 위해 이 독소를 만들었다고 의심했습니다." 라고 그녀는 말합니다. "인간 세포를 표적으로 삼기 위해 그것을 획득했다는 것은 진화론적 관점에서 이치에 맞지 않습니다."

 

다음으로 BALSKUS는 화합물이 장내 미생물 군집을 어떻게 변화시키는지 조사할 계획입니다. " 암예방의 열쇠는 콜리박틴이 미생물 군집에 미치는 영향과 그 생산이 어떻게 조절되는지를 이해하는 것일 수 있습니다." 라고 그녀는 말합니다.

 

출처 : HHMI 내용전체 원문보기 [클릭]

 

 

이들이 연구가 하루 빨리 잘 진행되어 콜리박틴을 억제하거나 제거할 수 있는 무언가를 찾아낼수 있기를 기대해봅니다.

그래서 최근 급증하고 있는 대장암의 치료에 진전이 있었으면 좋겠습니다.