나쁜 미생물(非공생 미생물)은 제거하고 유익한 미생물(공생 미생물)은 보호하는 장(腸)세포의 차별적인 미생물 조절 원리가 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.

교육과학기술부는 이화여자대학교 생체공생시스템 창의연구단(이원재 단장)이 동물의 장세포에 공생 미생물과 비공생 세균을 효과적으로 제어하는 듀옥스(DUOX) 효소의 기능과 조절 메커니즘을 규명했다고 9일 발표했다. 이 연구 결과는 면역학 분야의 국제저널인 '네이처 이뮨놀로지' 10일자에 게재됐다.

연구단은 듀옥스가 제거된 초파리는 장세포가 음식물로부터 유래된 미생물을 제거하지 못해 죽음에 이른다는 사실을 실험을 통해 밝혔다. 즉,음식물 섭취 행위가 감염으로 이어지고 장내 미생물이 수만개로 불어나게 돼 염증 반응을 일으킨다는 설명이다.

장세포가 미생물 감염을 인지하면 듀옥스 효소의 발현량과 활성화가 빠른 속도로 증가돼 살균 작용을 하는 활성산소와의 합성이 이뤄져 초파리의 건강과 생명 유지에 결정적인 역할을 한다. 이 같은 듀옥스 효소의 발현 증가는 스트레스에 반응하는 대표적인 단백질인 MAPK의 활성화를 통해 이뤄졌다. 반면 듀옥스가 지나치게 활성화 되면 MAPK를 억제시키는 CanB와 MKP가 활성화돼 듀옥스의 발현이 조절됐다. 이 같은 과정은 불필요한 활성산소의 합성을 제어해 공생 미생물을 보호하는 작용을 한다.

이원재 단장은 "이번 연구는 공생 미생물이 어떻게 장세포의 미생물 제거 시스템을 회피하면서 장 내에 서식할 수 있는가라는 수수께끼를 풀 수 있는 결정적인 단서를 제공했다"며 "면역 방어 기전 문제로 발생하는 질병의 근원을 발견하고 체계적인 치료 방안을 모색하는 데 기여할 것"이라고 말했다.

황경남 기자 knhwang@hankyung.com