국제학술지 네이처는 이번주 표지로 마이크로바이옴(체내미생물)이 인간의 작은 세포에 붙어있는 모습을 나타낸 이미지를 실었다. 표지에 나타난 마이크로바이옴과 세포 주위에는 부유물이 떠다니며 이 두 요소가 상호작용하고 있는 모습을 표현했다. 표지에는 '밀접한 관계(CLOSE CONNECTIONS)'란 영어 문구가 보인다. 마이크로바이옴과 세포는 서로 가까이에서 숙주의 생리에 많은 영향을 미친다는 것을 암시하고 있다.
앞서 학계에서는 마이크로바이옴이 인간의 생물학적 기능과 작용과 광범위한 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 하지만 분자적 수준에서 마이크로바이옴이 인간 생리에 관여하는 메커니즘은 거의 알려지지 않았다.
노아 팜 미국 예일대 의대 교수가 이끄는 연구팀은 인간의 세포와 마이크로바이옴 간의 상호작용을 자세하게 규명한 지도를 제작하고 연구 결과를 지난달 20일(현지시간) 국제학술지 '네이처'에 발표했다.
이번 연구에서 연구팀은 인간 세포와 마이크로바이옴의 상호작용 활동을 평가하기 위한 새로운 기술 '베이스히트(BASEHIT)'를 개발하고 검증했다. 이전까지 밝혀지지 않은 각 마이크로바이옴과 세포 간의 연결고리를 확인하기 위해 방대한 조사를 실시했다. 인간의 체내에서 서식하는 519개의 박테리아 균주와 3324개의 인간 단백질 사이에서 벌어지는 170만개 이상의 잠재적 상호 작용을 확인했다.
분석 결과 383개의 박테리아 균주와 651개의 단백질 간 새로운 상호작용이 확인됐다. 이번에 확인된 상호작용 중 일부는 생리현상의 근본적인 작용 원리를 알아내는 단서가 됐다. 예를 들어 같은 종류의 박테리아 균주에게서 특정한 단백질과 결합하는 패턴이 발견됐다. 이러한 상호작용은 면역 조절 체계를 비롯해 다양한 체내 작용에 영향을 미칠 수 있다는 분석이다.
연구팀은 "이번 연구에선 다양한 상호작용 특성을 가진 균주가 세포와 어떻게 서로 작용하면서 숙주의 면역체계에 영향을 미치는지 알 수 있었다"며 "이러한 연구는 인간 건강, 질병과 마이크로바이옴의 인과관계에 대한 지식을 형성할 수 있는 기초가 될 것"이라고 말했다.
동아사이언스(dongascience.com) 박정연 기자 hesse@donga.com 2024.04.06 08:00