2016년 09월 01일(목) 00:00

비브리오균의 증식에 선택적인 TCBS 한천배지에 배양된 바닷물 중의 세균.

●연구 배경

지구온난화로 자연환경에 세균의 증식이 늘고 있다.

미 항공우주국(NASA)과 미 해양대기관리국(NOAA)은 올해가 역대 가장 더운 여름이라고 말하고 있으며, 우리나라도 올 여름 연일 지속되는 불볕 더위에 시달렸다. 이러한 지구온난화가 가장 직접적으로 인간에게 해를 끼치는 것이 있다면 바로 지구온난화로 인해 증가한 질병일 것이다. 식품의약품안전처에 의하면 한반도가 아열대 기후로 변하면서 살모넬라나 장염비브리오균 등의 미생물 증식이 빨라지고 여름철 음식이 빨리 부패하면서 식중독 환자가 증가하고 있다고 한다. 실제로 본연구실에서 비브리오균만 선택적으로 배양할 수 있는 TCBS 한천배지를 이용하여 자연환경에 존재하는 세균을 배양한 결과 올 여름 7월에 바닷물 한방울에 50~500 개 정도의 비브리오균이 검출됐다. 몇일 전 국내에서 15년 만에 처음으로 콜레라 환자가 발생했는데, 해외에서 감염된 뒤 국내에 입국한 환자는 간혹 있었지만 국내에서 콜레라에 걸린 환자는 처음이라고 보고됐다. 한반도 기후가 아열대 기후로 바뀌면서 해수면 온도가 상승해 비브리오균 증식 환경이 좋아져 비브리오 패혈증 환자도 증가한다. 국립수산과학원에 의하면 "해수 온도가 상승하면서 첫 발생 시기가 5, 6월에서 4, 5월로 한두 달 정도 앞당겨지고 11월까지 계속될 가능성이 있다"고 말했다.

●강연 내용

강연에서는 지구온난화에 의해 자연환경에서 증식이 증가하고 있는 비브리오균 동정 및 예방법에 대해서 살펴보고자 한다. 특히 본연구자가 20년 가까이 연구하고 있는 패혈증비브리오균의 병인론을 쉽게 풀어 설명하고자 한다. 이 세균은 사람 세포에 부착되면 한시간 이내에 세포를 사멸시키는 데, 이때 작용하는 가장 중요한 독소가 RTX이다. 이 독소는 501 kDa의 거대한 단백질로 패혈증비브리오균이 사람 세포와 직접 접촉했을 때만 급성 세포독성을 나타낸다. 급성 세포독성 기전은 세포내로 유입되는 칼슘이 세포사멸 기전을 활성화시키며, 미토콘드리아에 증가된 칼슘에 의해 일어나는 programmed necrotic cell death이다.

만성 간질환자나 알코올 중독자, 악성종양환자, 장기이식환자, AIDS 등 면역억제자 등이 이 균의 감염에 대한 고위험군이다. 또한 피부에 상처가 있는 사람은 바닷물에 접촉하지 않아야 한다. 이 균의 감염에 고위험군인 사람은 특히 비브리오패혈증 예방을 위해서 어패류를 흐르는 수돗물에 깨끗이 씻은 후 섭취하고, 반드시 가열처리한 후 섭취하여야 한다. 지구온난화로 인해 위험성이 증가하고 있는 감염성 질환을 예방하기 위해 면역력을 증강시키기 위한 노력이 필요하다. 본 강의에서는 우리의 일상 생활속에서 감염을 예방할 수 있는 방법들을 파악해보도록 한다.

●연구팀 및 연구 소개

전남대학교 약학대학 김영란 교수 연구팀은 2015년부터 한국연구재단의 중견연구자지원사업으로 '패혈증비브리오균의 감염 제어 연구'를 수행하고 있다. 이러한 연구사업의 결과로 지구온난화로 감염 위험성이 증가하고 있는 패혈증비브리오균의 급성 세포독성 기전 연구 및 예방ㆍ치료를 위한 감염 제어 연구를 수행하고 있다. 패혈증비브리오균의 가장 중요한 독소는 RTX이며, 이 독소는 패혈증비브리오균이 사람세포와 직접 접촉할 때 칼슘과 미토콘드리아가 관여하는 급성 세포독성를 일으킨다는 것을 2008년 전남대학교 의과대학 이준행 교수팀과 같이 세계 최초로 보고했다. 또한 김영란 교수는 이 세균의 RTX 독소와 사람세포의 상호작용을 중점적으로 연구하고 있으며 천연물을 활용한 면역조절제 및 감염예방을 위한 천연물 칵테일 개발을 위한 연구를 진행하고 있다. 이 연구결과들은 지구온난화에 의해 위험성이 증가하고 있는 식중독을 포함한 감염질환 제어를 위한 새로운 가능성을 제시할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

김영란 전남대학교 약학대학 교수

※위 내용은 9월2일 금요일 오후 7시 광주교육과학연구원 3층 303호(동구 운림동)에서 개최되는 '금요일에 과학터치' 본 강연 내용이다.