전 세계에서 약 20억 명에게 영향을 미칠 수 있는 세계에서 가장 치명적인 질환 중 하나인 결핵과 관련해 영국과 폴란드 과학자들이 10여 년 동안 풀리지 않았던 수수께끼를 풀어냈다.
영국 서식스대학교와 폴란드과학원이 진행한 연구에 따르면 결핵의 원인이 되는 결핵균(mycobacterium tuberculosis)이 세포 내에 잠복하는 과정에서 핵심적인 역할을 하는 단백질 2개가 발견됐다.
작년에 전 세계에서 결핵으로 인해 병에 걸린 사람의 수는 1060만 명, 사망한 사람의 수는 170만 명으로 추산됐지만 전체 인구의 4분의 1가량이 잠복결핵을 갖고 있기 때문에 이 가운데 10명 중 1명은 수년에서 수십 년 뒤에 잠복결핵이 활동성 결핵으로 발전하게 될 것으로 추정되고 있다.
결핵은 치료하기 매우 어려운 질환이며 현재 이용 가능한 치료제들은 근육소모, 시력상실 같은 심각한 부작용을 유발할 가능성이 있는 것으로 알려져 있다.
이전에 서식스대학교의 유전체손상·안정성센터 연구진은 마이코박테리아(mycobacteria)가 리가아제 D(Ligase D)라는 효소복합체를 이용해 DNA 절단을 복구한다는 것을 발견했었다.
최근 연구에 따르면 현재까지 정확한 기능이 밝혀지지 않은 단백질 장치(apparatus)인 리가아제 C가 활성산소 공격으로 인해 손상된 마이코박테리아성 유전체 내 DNA의 수리를 위해 다른 복구 단백질과 결합한다는 것이 증명됐다.
연구진은 리가아제 C를 삭제한 결과 산화성 DNA 손상에 대한 마이코박테리아의 복구 및 생존 능력이 감소했다고 밝혔다.
리가아제 C와 리가아제 D를 둘 다 삭제할 경우 마이코박테리아의 생존율이 더 낮아진 것으로 나타났다고 한다. 이는 이러한 복구 메커니즘을 억제하는 방법이 새로운 항생제 전략 개발에 활용될 수 있다는 것을 보여준다.
연구 교신저자인 에이단 도허티(Aidan Doherty) 교수는 이 발견이 특히 잠복단계의 마이코박테리아를 표적으로 삼을 수 있는 새로운 항생제를 설계하는데 도움이 되길 바란다고 말했다.
이어 “마이코박테리아는 강한 회복력이 있으며 외부 침입물질을 공격하는 활성산소가 존재하는 세포 내에서 수년간 잠복할 수 있다”고 하며 “이 세균은 이러한 공격으로부터 유전체 보호를 위해 복잡한 복구 메커니즘을 이용해 생존한다”고 설명했다.
그러면서 “리가아제 C 및 리가아제 D 제거를 통해 마이코박테리아성 세포들이 산화 손상에 더 민감해진다는 것을 알아냈다”며 “이러한 보호 메커니즘에 대한 후속 조사를 통해 마이코박테리아를 더 성공적으로 표적으로 삼을 수 있는 신약 개발을 위한 길이 열리길 기대한다”고 강조했다.
브라이튼 앤드 서식스 의과대학의 사이몬 워델 박사는 “이 연구는 마이코박테리아의 새로운 DNA 복구 경로를 정의하는 것으로 이러한 근본적인 박테리아계에 대한 이해 향상은 새로운 치료제와 약제내성 결핵 출현을 막는 전략 개발로 이어질 수 있다”고 덧붙였다.
이 연구결과는 지난 1일 국제학술지 네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications) 온라인판에 게재됐다.
