충치 유발 균의 게놈을 밝히다

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2009-12-26

축축하고 따뜻한 입속에는 작은 유기체들의 군집이 살면서 먹이를 구하는데, 어떤 경우에는 치아를 썩게 만들기도 한다. 과학자들이 가능한 충치 유발자인, 비피도박테리움 덴티움(Bifidobacterium dentium)이라고 알려진 세균의 게놈(genome)의 염기서열을 분석했다. 이 작은 균은 다양한 당을 대사시킬 수 잇고 산성 조건에서도 살아남을 수 있으며, 심지어 구강세정제로 그것을 죽이려고 하는 시도에도 저항할 수 있기 때문에 그렇게 성공적으로 생존할 수 있다는 사실이 유전자(gene) 분석을 통해 드러났다. 이탈리아에 있는 파르마대학교(University of Parma)의 미생물학자인 Marco Ventura가 처음으로 비피도박테리움 덴티움을 연구하기 시작했을 때에 그는 충치에 대해서는 생각하고 있지 않았다. 그 대신에 그는 전체 비피도박테리움 속(Bifidobacterium genus)에 관심이 있었는데, 이것이 소화관에 살고 있는 대부분의 세균들을 이루고 있으며, 건강에 좋은 것으로 여겨진다. (논쟁의 여지가 있기는 하지만, 그것들은 프로바이오틱스(probiotics, 항생물질에 상대되는 개념으로 장내 미생물의 균형을 개선함으로써 숙주인 사람, 동물에 대하여 유익하게 작용하는 균주)의 기본으로 식이 보충제로서 섭취되고 있다. 그러나 비피도박테리움 덴티움은 그렇게 건강에 도움이 되지는 않는다. 그것은 충치에서 발견되며 충치를 일으키는 것을 돕는 것으로 생각된다. 무엇이 비피도박테리움 덴티움을 그 친척들과 그렇게 다르게 만드는지 알아내기 위해서 Ventura와 동료들은 그 세균의 게놈의 서열을 분석했다. 비피도박테리움 덴티움의 유전자들이 이 세균이 입에서 살기 위한 취한 적응들을 드러내주었다고 그 연구진은 PLos Genetics 온라인판에 발표했다. 장에서 사는 그 친척들과 비교해서 비피도박테리움 덴티움은 당을 분해하는데 필요한 효소들을 만드는 유전자들을 더 많이 가지고 있다: 장에 있는 세균들이 위장으로부터 복합 탄수화물의 꾸준한 공급을 갖는 반면, 입에 사는 균들은 언제 어떤 당이라도 이용할 수 있도록 갑자기 도구를 사용할 만반의 준비를 갖추고 있어야 한다. 비피도박테리움 덴티움의 유전자는 또한 그것을 없애는 것이 그렇게 힘든 이유도 드러냈다. 그것은 산성 환경에서 그 발현이 증가하는 많은 수의 유전자들을 돌연변이를 일으키게 하는데, 그것이 아마도 산이 치아의 법랑질(enamel)을 파괴하지만, 비피도박테리움 덴티움은 오히려 치과 위생에 대항하여 스스로를 방어할 수 있도록 진화할 수 있는 충치에서 살아남도록 도울 것이다: Ventura와 그의 동료들이 다양한 구강세정제들과 소독제들에서 그 세균을 배양했을때, 그들은 그것이 독성 화합물에 결합하여 그것들을 무해하도록 만드는 단백질을을 위한 유전자들을 포함하여, 여러 유전자들의 활성을 끌어올리는 것을 발견했다. 이제 과학자들이 비피도박테리움 덴티움이 어떻게 일하는지 알기 때문에 그것을 죽이기 더 쉬워질지도 모른다고 보스턴(Boston)에 있는 포시스연구소(Forsyth Institute)의 미생물학자인 Floyd Dewhirst가 말했다. 예를 들어 연구자들은 그의 내부 pH를 조절하기위해 그 세균이 사용하는 효소를 공격하는 약물을 개발할 수도 있을 것이다. 여전히 입 안에서 충치를 일으키는 많은 수의 세균들이 있기 때문에 단지 하나를 없애는 것이 치과의사들의 일을 빼앗지는 않을 것이라고 Ventura는 지적했다. 영국의 브리스톨대학교(University of Bristol)에 있는 구강 미생물학자인 Howard Jenkinson은 대부분의 경우에서 어떻게 치아가 충치가 되는 것을 막을 수 있는지 이미 알고 있다고 덧붙였다. 이를 막는 가장 좋은 방법은 불소를 이용하는 것과 단 음료들을 마시지 않도록 사람들을 교육하는 것이며, 그러나 여전히 어머니들은 그들의 자녀들에게 밤에 오렌지 주스 병을 주고 있다고 그는 말했다. [그림] 치아 테러범. 비피도박테리움 덴티움는 충치에서 발견되며, 충치를 일으키는 것을 도울 지도 모른다. 091225_cavity.jpg 출처 : http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2009/1224/3