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생물은 식물계, 동물계, 원생생물계로 분류되나 세포의 종류에 의하면 원핵세포계 와 진핵세포계로 나뉜다. 미생물은 주로 단일세포나 균사로 구성되어 있는 최소 생활단위를 영위하는 생물체이다. 조류, 규조류, 세균류, 바이러스 등을 포함하는 미생물은 일반적으로 그 크기가 너무 작기 때문에 광학현미경 같은 확대경이 아니고는 확인할 수 없다.

이중 세균류는 지구의 다양한 환경에 널리 존재하며 인간에게는 질병을 야기하기도 하지만 다른 한편으로는 질병으로부터 보호하는 역할을 수행한다.

최근 연구 결과에 따르면 우리 몸 구석구석에는 100조~1000조마리의 세균이 살며 관련 총 유전자 수는 약 80만개로 밝혀졌다. 사람의 장속에는 음식물을 분해할 수 있는 유익한 세균 수 조 마리가 살고 있다. 이처럼 인간과 미생물의 관계는 보통 바람직한 관계다. 하지만 소화관에서 미생물의 혼합비율이 바뀌면 비만이나 영양실조, 크론병(Crohn’s Disease)과 질환을 일으키는 원인이 될 수도 있다.

따라서 사람의 장속에는 건강에 효과를 주는 미생물인 프로바이오틱스(Probiotics)가 있고, 이러한 미생물 이식이 질병에 걸린 미생물군이 있는 장내 박테리아의 자연적인 균형을 복원시킬 수 도 있다고 밝혀져 있다.

사람의 영양 상태와 장내에 서식하는 미생물의 복합물, 비만 사이의 잠재적인 연관관계가 확립돼 각기 다른 연령과 문화에서 건강한 사람이나 병에 걸린 환자들의 장내 미생물을 의도적으로 조작할 수 있어, 미생물을 기반으로한 다양한 치료 방법이 제시되고 있다.

전남대 연구팀은 살모넬라를 유전공학적으로 조작해 빛 (형광)을 내게 한후 이를 종양을 가지고 있는 백서에 정맥주사 한 후 빛을 추적하는 IVIS 라는 장치를 이용해 조사한 결과 세균이 종양에 선택적으로 집중돼 있는 것을 관찰했다. 흥미로운 것은 세균이 몰려온 종양의 경우 그 종양의 증식이 줄어든다는 것이다.

위 그림은 피하에 암을 이식 받은 백서에 발광 살모넬라를 정맥 주사 한후 각 날짜에 암조직의 크기 (A)와 살모넬라의 증식을 IVIS로 측정한 결과 (B)를 보인 것이다. 상단의 PBS는 치료하지 않은 그룹이고 S.t. lux는 발광 살모넬라는 처리한 것이다. 여기에 유전공학적인 방법을 이용해 종양세포에 독성을 나타내는 단백질을 발현하는 세균을 이용하면 종양이 완전히 치유되기도 한다 (하단, S.t. lux/pBC).

이러한 현상을 이용해 암을 치료하는 방법을 박테리오테라피 (bacteriotherapy) 라 하며 현재 미국 및 독일등에 있는 연구 팀에 의해 그 연구가 활발히 진행되고 있다. 이처럼 세균은 우리에게 병을 야기하기도 하지만 또 그것을 예방하기도 하며 때로는 암 같은 난치병 치료의 도구로 이용될 수도 있다.

연구팀은 대장균 이나 살모네라 균을 유전공학적 방법을 이용해 암 조직 탐색계 혹은 제거제로 응용하는 기술을 수행하고 있다. 기술적으로는 암조직에 생존하는 세균을 이미징 기술을 이용해 정량화하고 또한 다양한 항암 단백질을 암조직내 세균에서 선택적으로 발현 시키고 배출하여 암세포의 사멸을 유도하는 연구를 수행하는 중이다. 최근에는 개를 대상으로 세균을 이용한 암 치료 연구를 시작하였다.

출처/전남대학교 의과대학