모기의 공생세균을 이용하여 모기매개 전염병을 예방

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2010-01-01

호주 퀸스랜드 대학의 연구진은 Cell 12월 24일호에 기고한 논문에서, 월바키아박테리아(Wolbachia bacteria)가 병원성 모기로 하여금 다양한 병원균에 대해 저항성을 갖게 한다고 발표하였다. 연구진에 의하면, 월바키아박테리아에 감염된 이집트숲모기(Aedes aegypti)는 생리적인 변화를 일으켜 세균의 적당한 은신처가 될 수 없다고 한다. 이집트숲모기는 뎅기열바이러스나 치쿤구니아바이러스(Chikungunya virus)를 인간에게 옮기는 매개체로 알려져 있기 때문에, 이번 연구는 뎅기열과 치쿤구니아熱의 예방법을 개발하는 데 기여할 것으로 보인다. 한편 월바키아박테리아에 감염된 이집트숲모기는 특정 말라리아(鳥類를 감염시키는 말라리아)에 대해서도 저항성을 갖는 것으로 밝혀져, 이번 연구는 말라리아 치료법을 개발하는 데도 참고가 될 것으로 보인다.(단, 이집트숲모기는 인간에게 말라리아를 옮기는 곤충은 아니다.) 전세계적으로 매년 5천만 명의 사람들이 뎅기열로 고통을 받는 것으로 알려져 있지만, 뎅기열에 대한 백신이나 치료법은 아직 개발되지 않고 있다. 더욱이 보다 심각한 질환인 뎅기출혈열(Dengue haemorrhagic fever)의 경우 매년 4만 명 이상의 사망자를 내고 있다. 한편 치쿤구니아열은 보통 치명적이지는 않지만, 뎅기열과 유사한 증상을 초래할 수 있다. 치쿤구니아열은 과거에는 아프리카, 아시아의 열대지역에서 발생하는 것으로 알려져 있었지만, 최근에는 기후변화로 인하여 유럽에서도 치쿤구니아열의 발병사례가 보고되고 있다. 퀸스랜드 대학의 연구진은 자연계의 천적관계를 이용하여 모기를 매개로 한 전염병(mosquito-borne infection)을 예방하는 이이제이(以夷制夷) 전략을 연구해 오던 중, 곤충에게 널리 퍼져 있는 월바키아 박테리아에 주목하게 되었다. 연구진은 이와 관련하여 2009년 초 Science에 실린 논문에서 "병원성 모기를 초파리에서 채취한 월바키아 박테리아에 감염시킴으로써, 모기의 수명을 절반으로 단축시킬 수 있다."는 연구결과를 발표한 바 있다(Science 2 January 2009: 141-144). 연구진은 그 후로도 계속 연구를 거듭하여, 이번에는 월바키아가 이집트숲모기로 하여금 병원성 바이러스 및 세균에 대해 저항성을 갖게 한다는 결과를 얻게 된 것이다. 월바키아가 모기로 하여금 바이러스에 대한 저항성을 갖게 하는 메커니즘은 아직 확실하지는 않다. 연구진은 몇 가지 실험결과를 토대로 하여, 월바키아가 모기의 면역계를 활성화시켜 바이러스에 대항하게 하는 것으로 추정하고 있다. 한편 월바키아가 증식에 필요한 한정된 자원(예: 지방산)을 차지하기 위하여 바이러스와 경쟁한다는 가능성도 배재할 수는 없다. 월바키아는 곤충을 숙주로 하는 세균으로서, 모든 곤충의 60%를 감염시키고 있을 정도로 이미 자연계에 널리 퍼져 있다. 월바키아는 알을 통하여 곤충의 어미로부터 자손에게 감염되며, 많은 모기종(種)에게도 쉽게 전파된다. 그런데 이 모기들은 인간에게 중요 질병을 옮기는 모기가 아니기 때문에, 월바키아박테리아를 모든 모기종에게 광범위하게 전파시킬 수 있다면 다양한 곤충매개 전염병을 예방하는 데 큰 도움이 된다. 따라서 연구진은 실험실에서 고의로 월바키아에 감염시킨 모기들을 자연계에 풀어 놓아 월바키아를 모든 모기종에게 퍼뜨린다는 전략을 수립하였다. 연구진은 이 전략을 실행에 옮기기 위하여 컴퓨터모델링을 통하여 월바키아를 야생에 전파시키려면 얼마나 많은 모기들을 감염시켜야 하는지를 계산하는 한편, 일련의 야외실험을 통하여 월바키아를 자연의 모기집단에 광범위하게 전파시키는 방법을 연구하고 있다. "월바키아는 곤충을 감염시키는 데 매우 유리하다. 월바키아는 암컷을 통하여 자손에게 감염되는데, 월바키아에 감염된 수컷과 未감염된 암컷 사이에서 탄생한 자손은 발육결함(developmental defect)으로 인하여 사망하기 때문에, 월바키아에게 감염된 암컷은 미감염된 암컷에 비해 월바키아를 퍼뜨리는 데 유리한 고지를 점하고 있다."라고 연구진은 말했다. 연구진은 월바키아를 이용하여 모기의 수명을 절반으로 줄일 수 있다는 기존의 연구결과와 이번 연구결과를 결합하여 병원성 모기의 숨통을 더욱 조일 수 있을 것으로 기대하고 있다. Reference: 1. "A Wolbachia Symbiont in Aedes aegypti Limits Infection with Dengue, Chikungunya, and Plasmodium", Cell, Volume 139, Issue 7, 1268-1278, 24 December 2009. 2. "Stable Introduction of a Life-Shortening Wolbachia Infection into the Mosquito Aedes aegypti", Science 2 January 2009: Vol. 323. no. 5910, pp. 141 - 144. 출처 : http://www.sciencedaily.com/releases/2009/12/091227212327.htm