장티푸스가 인간 특이 질병인 이유

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KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-12-08
세균 Salmonella Typhi는 사람에게 장티푸스를 유발하지만 다른 포유동물에게는 영향을 미치지 않는다. 그런데 캘리포니아대학교 (University of California, San Diego) 등의 연구자들이 이에 대한 한 가지 설명을 제시했다. 즉, CMAH라는 효소가 사람에 없는 것이 그 이유이며, 이 효소가 없으면, 이 세균의 독소가 사람 세포에 결합하고 들어가기가 훨씬 더 용이하기 때문이라고 한다. 이번 연구 결과는 학술지 Cell의 12월 4일 발간호에 실렸다. 진화적으로 우리와 가장 가까운 사촌인 유인원을 비롯한 대부분의 포유동물에서 효소 CMAH가 이들 동물의 세포 표면에 있는 당 분자를 장티푸스 독소가 결합할 수 없는 형태(form)로 바꾼다. 사람은 CMAH를 생성하지 않는데, 이는 세포 표면의 당이 바뀌지 않고 그대로 있다는 것을 의미하며, 그래서 이번 연구에서 확인된 것처럼, 장티푸스 독소의 부착에 제격인 상태인 것이다. 이번 연구는 암과 관련하여 완전히 다른 어떤 것을 연구하는 프로젝트로 시작되었지만, 운 좋게도 장티푸스 독소의 결합에 관한 미스터리가 풀리는 결과가 얻어졌다는 것이 이번 논문의 공동 선임 저자인 바카(Ajit Varki) 교수의 설명이다. 이것이 기초 연구의 매력이라고 한다. 그러한 의도로 시작된 것은 아니지만, 이번 발견으로 장티푸스에 대한 새로운 치료법 개발에 가속도가 붙을 수 있다고 한다. 모든 포유 동물은 그들의 세포 표면을 Neu5Ac라는 한 종류의 시알산(sialic acid) 당으로 장식한다. 대부분의 포유 동물에서 효소 CMAH이 Neu5Ac를 Neu5Gc로 전환시키는데, 이는 하나의 산소 원자가 관련된 아주 작지만 중요한 구별적 특징이다. 바카 교수 팀이 이번에 처음으로 발견한 것은 장티푸스 독소의 결합이 사람의 유형인 Neu5Ac에 아주 절묘하게도 특이적이라는 것이다. 이 독소는 세포의 표면에 Neu5Ac 당을 발현하는 세포에 손상을 가하지만, Neu5G (비 인간형)를 가진 세포는 손상을 입지 않는다. 실제로 배양된 사람 세포에 Neu5G가 첨가되면, 그 세포들이 장티푸스 독소에 내성을 가지게 되는 것을 이 연구팀은 확인했다. 그리고 이는 생쥐 모델에서도 확인되었다. 장티푸스 독소가 실험 동물들에서 장티푸스를 유발할 수 있으며, 세포에 가해를 위해서는 이 독소가 특이적인 표면 당 단백질에 결합해야 한다는 것을 이 연구팀은 선행 연구에서 이미 확인했다고 한다. 독소의 결합에 있어 산소 한 분자가 그러한 차이를 만들 수 있다는 이번 발견은 주목할 만하고, 가능성 있는 독신 저해제의 디자인에도 의미가 있다고 한다. 장티푸스는 일반적으로 감염된 사람에 의해 오염된 음식물이나 물을 통해 전염된다. 씻기 및 다른 위생 조치로 최소화될 수 있는 한편, 질병 통제 예방 센터에 따르면, 장티푸스 환자는 매년 미국에서 21백만 명 발생했고, 전세계적으로 200,000명이 사망한다. 장티푸스-세포 표면 시알산에서 산소원자 1개 차이로 인간 특이 질환화.jpg http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-12/uoc--tmn120114.php