항생제 내성의 핵심 기전 규명, 신약 개발 및 내성 연구에 새 단서

   국립암센터(원장 양한광) 생명정보연구과 장석원 연구원은 16일 서울대학교 은형종 박사, 아주대학교 이봉진 교수 연구팀과 공동으로, 식중독을 일으키는 살모넬라균이 항생제에 살아남는 비밀을 밝혀냈다고 알렸다. 이번 연구는 앞으로 항생제 내성균 문제 해결과 항암제 내성 연구에도 활용될 수 있어 주목된다.

▲ 국립암센터 생명정보연구과 장석원 박사(왼쪽)와 아주대학교 약학대학 이봉진 교수

연구팀은 X선 결정학법을 이용해 살모넬라균 속 독소-항독소 단백질 복합체(ResTA)의 3차원 구조를 분석했다. 그 결과, ResT 독소 단백질이 항생제에 노출될 때 균이 살아남는 ‘지속성 균주’ 형성에 핵심 역할을 한다는 사실을 확인했다.

또한 ResT 단백질이 과활성화된 균을 분석한 결과, 세포 안의 ATP(세포 에너지를 저장하고 전달하는 물질)가 축적되면서 균이 항생제를 견디고 살아남는 것으로 나타났다. 이 발견을 통해, 연구팀은 지속성 균주를 억제하고 재감염을 막는 차세대 항생 전략의 기초를 마련했다.

지속성 균주는 유전자 변이가 없어도 항생제를 견디는 세균으로, 치료 후에도 살아남아 재감염을 일으키거나 내성균으로 바뀔 수 있어 항생제 내성의 중요한 원인으로 꼽힌다. 특히 살모넬라균은 영양 결핍, 산화 스트레스, 대식세포 내부 환경 등 다양한 조건에서도 지속성 균주를 쉽게 형성한다.

장석원 연구원은 “이번 연구는 ResT 독소 단백질이 세포 안 에너지를 쌓아 균이 살아남도록 돕는 메커니즘을 밝혀낸 성과”라며, “이 연구 결과는 항암제 내성 연구와 신약 개발에도 활용될 수 있어 앞으로 큰 의미가 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 약학 분야 최고 국제학술지 ‘Drug Resistance Updates’(IF 15.8) 온라인판에 게재됐다.