국립암센터 “항생제 내성균, 세포 속 에너지로 버틴다”

국립암센터 연구진이 살모넬라균이 항생제에 살아남는 비밀을 밝혀내 항생제 내성 문제 해결의 실마리를 제시했다. 이번 연구는 향후 항암제 내성 극복 연구와 신약 개발에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

장석원 국립암센터 생명정보연구과 연구원은 은형종 서울대 박사, 이봉진 아주대 교수 연구팀과 공동으로 살모넬라균 속 독소-항독소 단백질 복합체(ResTA)의 3차원 구조를 규명하고 이 단백질이 항생제 내성 유지에 결정적인 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다고 16일 밝혔다.

연구팀은 X선 결정학 기법을 이용해 ResTA 복합체의 구조를 분석한 결과 ResT 독소 단백질이 항생제에 노출될 때 균이 스스로 생존 모드로 전환되는 지속성 균주 형성의 핵심 인자임을 확인했다. 특히 ResT 단백질이 과활성화된 균에서는 세포 내 에너지 물질인 ATP가 비정상적으로 축적되며 이로 인해 세균이 항생제 공격을 견디고 살아남는 것으로 나타났다.

연구팀은 이를 통해 살모넬라균이 유전자 변이 없이도 항생제를 회피할 수 있는 생존 전략을 처음으로 구조적으로 입증했다. 이는 지속성 균주 억제 및 재감염 방지를 위한 차세대 항생 전략 수립의 토대를 마련한 것으로 평가된다.

지속성 균주는 항생제 내성균과 달리 유전자 변화가 없더라도 약물에 견디는 특성을 지녀 치료 후에도 체내에 남아 재감염이나 내성균 전환을 일으킬 수 있다. 특히 살모넬라균은 영양 결핍이나 산화 스트레스 등 열악한 환경에서도 이러한 지속성 균주를 쉽게 형성해, 임상 현장에서 항생제 치료 실패의 주요 원인으로 꼽혀왔다.

장석원 연구원은 “이번 연구는 ResT 단백질이 세포 내 에너지를 축적해 균이 생존하도록 돕는 메커니즘을 분자 수준에서 규명한 성과”라며 “이 결과는 항생제뿐 아니라 항암제 내성 연구와 신약 개발에도 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.