세균의 항생제 내성·적응·진화 관여 가능성 확인

고려대학교 김희남 교수(저자). 사진=고려대학교

고려대학교 김희남 교수 연구팀은 단백질 합성 과정에서 아미노산을 리보솜으로 운반하는 tRNA가 세균의 항생제 노출 등 극한 환경과 숙주 내 생존·적응에 중요한 역할을 한다는 가설을 제시했다. 이번 연구 성과는 미생물학 분야의 세계적인 학술지 ‘Trends in Microbiology’에 10일 온라인 게재됐다.

김희남 교수 연구팀은 2024년 연구에서 tRNA에 특정 돌연변이가 생기면 세균이 항생제 노출 등 스트레스 환경에서 일시적으로 잠복 상태에 들어가 생존할 수 있음을 확인했다. 이후 환경이 개선되면 세균은 다시 정상적인 증식 상태로 회복되는 것으로 나타났다.

이처럼 세균이 항생제에 의해 제거되지 않고 잠복 상태로 버티는 생존 전략을 ‘퍼시스턴스’라 한다. 특히 tRNA에 의해 유도된 퍼시스턴스는 잠복 상태로의 전환과 정상 상태로의 복귀가 매우 신속하게 이뤄져 세균 생존능력을 높이는 기전으로 나타났다.

연구팀은 tRNA 유전자가 반복 배열된 구조로 존재할 때 이러한 조절이 효과적으로 이뤄질 수 있다고 설명했다. 또 배열 형태가 세균 종이나 서식 환경에 따라 달라질 수 있으며, 이는 tRNA 유전자 배열이 세균의 항생제 내성과 환경 적응, 진화 과정에도 관여할 가능성을 시사한다고 밝혔다.

김희남 고려대 바이오시스템의과학부 교수는 “tRNA가 생명 현상 조절과 생존 전략의 핵심 인자로 작용할 수 있다는 점은 기존 생물학적 패러다임의 전환을 의미한다”며 “tRNA와 퍼시스턴스 연구는 만성 세균 감염 이해와 치료 전략 개발을 위해 중요하다”고 말했다.

<문화경제 한시영 기자>