페이지 정보

토양병원균 억제하는 새로운 항생 펩타이드 개발

흙살림 조회수 531회 14-03-22 02:20

본문

토양병원균 억제하는 새로운 항생 펩타이드 개발
구본성(농촌진흥청 농업생명공학연구원 미생물유전과장)
이 지구상에는 수많은 종류의 미생물들이 서식하고 있다. 우리 인간들은 이 미생물들과 함께 알게 모르게 같이 생활 할 수밖에 없다. 대부분 사람들은 미생물이라 하면 식물이나 동물에게 병을 일으키는 나쁜 병원균만 있는 것으로 생각한다. 그러나 아이러니컬하게도 인류가 해롭다고만 생각해온 병원균들을 퇴치하는데 사용해온 항생제 대부분은 미생물들이 분비하는 물질에 의하여 개발되었다는 사실은 잘 모르고 있다. 그런데 더 심각한 문제는 지금까지 개발되어 사용된 모든 항생제에 내성을 가지는 슈퍼 박테리아가 생겨나고 있다는 점이다. 만약 이런 병원균들이 만연하게 된다면 어떻게 병원균을 퇴치해야 할 것인지 하는 문제는 매우 심각하다. 학계에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 자연계에 존재하는 새로운 항생제를 찾는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
특히 일부 미생물들은 영양이 고갈되거나 열악한 주위 환경에서도 살아남을 수 있는 다양한 생리활성 물질들을 생산하는 것으로 알려져 있으며 그중에서도 짧은 길이로 구성된 많은 종류의 펩타이드 항생물질들이 생산되고 있다.
미생물들이 생산하는 펩타이드 항생물질들의 대부분은 병원균의 세포 외막 인지질 층에 결합되는 친화력이 매우 강하여 이 부위에 쉽게 결합하여 삽입한 후 세포막에 구멍을 내게 되고 결국에는 이 세포를 파괴하게 된다. 이와 같은 펩타이드 항생물질은 치사 효과가 매우 빠르며 아직까지 내성균이 발견된 보고가 없어 차세대 항생제로 많이 연구되고 있다.
현재까지 많은 항생제가 개발되고 연구되었지만 대부분 배양이 가능한 미생물로부터 개발된 것으로 배양 가능한 미생물은 1%도 채 되지 않으며 99%에 해당하는 나머지 미생물 군집은 배양이 불가능하다.
1998년 위스콘신 대학의 핸델스맨에 의해 난 배양미생물들의 유전자를 직접 추출하여 운반체에 클로닝 한 후 발현되는 단백질들을 선발하는 메타게놈 방법이 개발되어 토양 속에 존재하는 모든 미생물들의 계통분류와 직접적인 유전자 분석이 가능하게 되었다(그림1 참조).

실제로 농촌진흥청 농업생명공학연구원에서는 이 방법을 이용하여 토양으로부터 직접 병원균의 증식을 억제하는 새로운 형태의 펩타이드 생합성 유전자를 선발하였다.
이 유전자는 대장균 내에서 타이로신계 항생물질을 생산하여 일부 세균 및 곰팡이의 증식을 억제하는 것으로 밝혀졌으며 지금은 이 유전자를 토양 우점 세균 종에 형질전환 하여 다른 기능 혹은 다른 종류의 항생물질을 만들어 내는지에 대한 검토를 하고 있다.
그러나 아직까지 항생 펩타이드는 높은 생산 단가나 단백질 분해효소로 인한 불안정성 및 검증되지 않은 독성효과 등 실용화까지 극복해야 할 난제가 많이 남아 있다. 이외에도 통상의 고 영양배지에서는 배양이 잘 되지 않는 저 영양미생물로부터 천연항생물질을 생산하는 미생물 선발 연구도 활발하다.
농진청 산하 농업생명공학연구원에서도 새로운 항생물질을 생산하는 저 영양미생물 개발을 활발히 진행 중이며 특히 (주)흙살림과도 2006년부터 친환경 미생물농약개발을 위한 공동연구협약을 실시하여 농업생명공학연구원에서 선발한 신규항생물질 생산 미생물들을 농업현장에 적용하는 현장적용시험을 수행 중에 있다.

<이 자료는 비상업적인 용도를 위해 인용, 복제할수 있습니다. 다만, 출처(출처:흙살림)를 반드시 밝혀 주시기 바라며 개작은 허용하지 않습니다.>