;)
;)
이미지 확대보기
미국 록펠러대학의 과학자들은 박테리아 유전자 모델링의 도움으로 새로운 항생제를 합성했다고 최근 외신이 보도했다.
이 항생제는 심지어 다른 항생제에 내성을 가진 박테리아도 죽이는 것으로 밝혀졌다. 실라기신(Cilagicin)이라고 불리는 분자를 쥐에게 실험한 결과 MRSA, C.diff, 그리고 다른 치명적인 병원균들을 공격하는 새로운 메커니즘을 발견했다.
숀 F 연구원은 "이것은 단지 멋진 새로운 분자가 아니라, 약물 발견에 대한 새로운 접근법의 검증"이라고 말했다.
세균의 진화는 서로를 죽이는 새로운 방법의 발견으로 이루어지기 때문에, 대부분의 항생제가 박테리아에 기반을 두고 있다는 것은 놀라운 일이 아니다. 그러나 세균의 저항력이 높아지면서 항생제 내성과 같은 문제가 생겨 새로운 활성 화합물의 필요성이 대두됐다.
하지만, 수많은 항생제는 아마도 실험실에서 검사하기 어렵거나 불가능한 박테리아의 유전체 안에 숨겨져 있을 것이다.
브래디는 "많은 항생제가 박테리아에서 나오지만, 대부분의 박테리아는 실험실에서 자랄 수 없다, 따라서 우리는 대부분의 항생제를 놓치고 있는 것 같다"고 말했다.
지난 15년 동안 브래디의 연구소는 토양에서 항균 유전자를 찾아내고 더 실험하기 좋은 박테리아 안에서 배양하는 것을 포함하는 대체 방법을 채택했다. 그러나 이러한 접근 방식에도 한계가 있다.
여러 단백질을 집단적으로 코딩하기 위해 함께 작용하는 유전자 그룹인 소위 생합성 유전자 클러스터에 포함된 유전자 서열이 대부분의 항생제가 기원하는 곳이다. 그러나 현재 기술로는 이러한 클러스터에 액세스할 수 없는 경우가 많다.
많은 박테리아 유전자 클러스터를 풀 수 없었던 브래디와 그의 동료들은 알고리즘에 눈을 돌렸다. 현대 알고리즘은 DNA 서열의 유전적 명령을 놀림으로써 이러한 서열의 박테리아가 생성하는 항생물질과 유사한 화합물의 구조를 예측할 수 있다. 그런 다음, 유기 화학자들은 그 데이터를 사용하여 실험실에서 예측된 구조를 합성할 수 있다.
브래디 연구소의 동료인 종지앙 왕(Zonggiang Wang)과 비말 코이랄라(Bimal Koirala)는 다른 박테리아를 죽이는 데 중요하다고 믿고 이전에 연구되지 않았던 잠재적인 박테리아 유전자를 발견하기 위한 목적으로 거대한 유전자 서열 데이터베이스를 연구하기 시작했다.
이러한 맥락에서 예전에는 연구되지 않았던 '실' 유전자 클러스터는 항생제 생산에 사용되는 다른 유전자와 근접해 있어 두드러졌다. 그 이후 연구원들은 적절하게 관련 서열을 '실'이 생성될 가능성이 있는 몇 개의 화합물을 제안한 알고리즘에 공급했다. '실라긴'이라고 이름 붙여진 한 화합물은 효과적인 항생제임이 입증됐다.
실라기신(Cilagicin)은 박테리아 세포벽을 지지하는 C55-P와 C55-PP라는 두 개의 분자를 결합시켜야 기능하는 것으로 밝혀졌다. 박테리아는 종종 세포벽과 나머지 성분을 합쳐서 기존의 항생제에 대한 내성을 발달시킨다.
바시트라신과 같은 약물은 그 두 분자 중 하나를 결합시키지만 둘 다 결합하지는 않는다. 그래서 팀원들은 두 분자를 차단하는 실라기신의 용량이 실제로 저항을 막는 극복할 수 없는 장벽일 수 있다고 의심한다.
비록 실라기신이 아직 인체 실험을 거치지 않았지만, 브래디 연구소는 후속 연구에서 화합물을 개선하기 위해 더 많은 합성을 수행할 것이며, 어떤 질병을 치료하는데 가장 도움이 될 것인 지를 확인하기 위해 더 광범위한 감염에 대해 동물 모델을 통해 테스트할 것으로 전해졌다.
김진영 글로벌이코노믹 기자
