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[표지로 읽는 과학] 체내 미생물의 바다 '마이크로바이옴'

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[표지로 읽는 과학] 체내 미생물의 바다 '마이크로바이옴'

2019.06.01 06:00
국제학술지 ′네이처′ 30일자 표지에 실린 마이크로바이옴. 네이처 제공
국제학술지 '네이처' 30일자 표지에 실린 마이크로바이옴. 네이처 제공

알록달록한 해초와 말미잘들이 바다 가득 메우고 있는 듯한 이 그림은 다양한 마이크로바이옴을 표현한 것이다. 국제학술지 네이처는 30일 미국의 과학자들이 진행하고 있는 '휴먼 마이크로바이옴 프로젝트'의 여러 연구 성과를 소개하며 표지에 이 그림을 실었다.
 
마이크로바이옴은 '미생물'과 '생태계'를 합친 말로 인체에 살고 있는 미생물과 그 유전정보 전체를 뜻한다. 마이크로바이옴은 인체를 이루고 있는 세포보다 두 배 이상 많고 유전자수도 100배 이상 많은 것으로 알려져 있다. 사람마다, 유전적 요인에 따라, 살고 있는 환경에 따라 마이크로바이옴이 달라진다. 또한 물질대사와 면역반응 등 건강에도 관여한다는 사실이 밝혀지면서 '제2의 게놈'으로 불린다. 

 

최근 생명과학계에서는 인체와 마이크로바이옴의 상호작용에 대한 연구로 뜨겁다. 마이크로바이옴이 질병 발생에 관여하는 만큼, 미생물의 조성을 보고 특정 질환을 예측하거나 조기에 진단할 수 있기 때문이다.
 
커티스 휴튼호워 미국 하버드대 보건대학원 생물정보학과 교수팀은 마이크로바이옴을 보면 염증성장질환(IBD)에도 관여한다는 사실을 밝혀 연구결과를 '네이처' 30일자에 실었다. 염증성장질환 환자 132명의 대변 2965점, 혈액표본 등을 1년간 분석한 결과, 클로스트리디움 같은 특정 균이 급증해 장내미생물의 균형이 깨진다는 사실을 알아냈다. 또한 이 균들이 생산하는 아실카르니틴, 단쇄지방산 등 분자들이 많아지면서 이에 대한 면역반응도 일어났다. 염증성장질환이 진행될수록 점점 이런 현상이 증가했다.

 

마이클 스나이더 미국 스탠퍼드대 의대 유전학과 교수팀은 제2형 당뇨병으로 이어질 수 있는 전당뇨병에 마이크로바이옴이 미치는 영향에 대해 연구한 결과를 소개했다. 전당뇨병인 106명 환자를 4년간 추적조사한 결과 미생물의 조성과 유전자 발현, 그리고 대사산물에 변화가 나타났다. 연구팀은 제2형 당뇨병을 앓는 사람들에게 공통적으로 나타나는 패턴을 발견했다.

 

그래고리 벅 미국 버지니아커먼웰스대 미생물학및면역학과 교수팀은 질내 마이크로바이옴을 분석해 조기분만(임신 37주차 이전에 분만) 위험을 예측할 수 있다는 연구결과를 '네이처 메디신' 29일자에 실었다. 연구팀은 조기분만한 여성 157명의 질내 마이크로바이옴을 분석한 결과 공통적으로 락토바실러스 크리스파투스 등 특정 세균이 과다하다는 사실을 알아냈다. 연구팀은 임신 초기에 질내 마이크로바이옴을 분석하면 조기분만을 예측할 수 있을 것으로 기대했다.

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