시사위크=박설민 기자  국내 연구진이 ‘슈퍼 박테리아’에 대한 획기적인 치료제 개발 방법을 찾았다. 항생제가 듣지 않아 치료에 어려움을 겪고 있는 난치성 세균 질환 치료법 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

이성수 한국기초과학지원연구원(기초지원연) 광주센터 책임연구원팀은 ‘홀로토모그래피’ 기술로 박테리아를 분석해 슈퍼박테리아에 대한 새로운 항균 약물 개발에 성공했다고 3일 밝혔다. 이번 연구는 광주과학기술원(GIST) 화학과 서지원 교수팀과 공동 진행했다.

연구팀이 박테리아 분석에 사용한 홀로토모그래피는 빛의 진폭, 위상(phase), 간섭 등의 정보를 취합, 컴퓨터 연산을 통해 영상의 형태로 빛의 분포를 재구성·재현해내는 기술이다. 이 기술을 사용하면 체내 특정 세포 물질을 3차원으로 실시간 재현할 수 있다. 특히 살아있는 세포에 대한 별도의 전처리 과정 없이도 관찰할 수 있어, 실제 환경과 유사한 상태에 놓인 박테리아의 변화 정보를 얻을 수 있는 것이 특징이다.

연구팀은 슈퍼 박테리아의 내부 물질 및 세포막에 대한 굴절률, 부피, 질량 등의 변화를 홀로토모그래피 기술로 정량 분석했다. 이 정보를 토대로 인공 펩타이드 유도체인 펩토이드 골격 기반의 새로운 항균 약물을 개발했다. 그 다음, 이 약물을 박테리아에 주입한 후, 세포 내·외부에서 입체적으로 일어나는 세포막 파괴 및 세포 내 응집 현상 과정을 3차원으로 관찰하고, 효용성을 실시간으로 관찰했다. 그 결과, 연구팀이 새롭게 개발한 항균 약물은 적정농도에서는 적혈구 등 인체 세포에 대해 낮은 독성을 보이는 반면, 박테리아의 여러 타깃을 동시다발적으로 공격해 대부분을 파괴하는 것으로 나타났다.

연구팀은 “이번 연구는 국내 토종기술로 개발된 국산 분석장비의 3차원 실시간 홀로토모그래피 기술을 활용, 내성균 치료제의 개발 및 작용기전을 밝힌 성과”라며 “향후 유해인자로 인한 질병의 발병기작 이해 및 치료방법 개발에 폭넓게 응용될 수 있을 것”이라고 기대했다.

양성광 기초지원연 원장은 “이번 연구성과는 우리연구원이 개발한 분석과학 신기술로, 인류의 골칫덩이인 슈퍼박테리아 극복에 새 해법을 제시한 것”이라며, “KBSI 광주센터가 지역소재 우수 대학과 공동연구를 통해 국가․사회적 현안 해결에 기여하는 혁신적인 결과를 이뤄낸 점에서 더욱 뜻 깊다”고 밝혔다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘어드벤스드 사이언스(Advanced Science)’ 온라인 판에 6월 21일자로 게재됐으며, 8월 발간된 오프라인판의 속표지로 선정됐다.