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건강/먹거리

인체 핵심 장내미생물간의 생장조절 기전 규명

마이크로바이옴 신약 후보, 아커만시아 뮤시니필라의 생장 조절 기전 규명

 한국식품연구원 (원장 백현동, 이하 식품연)이 마이크로바이옴 신약 개발의 유력 후보, 아커만시아 뮤시니필라 (Akkermansia muciniphila) 미생물 그룹 간의 생장조절 기전을 밝혔다.

 

 정상인의 장내에는 아커만시아 뮤시니필라가 다수 존재하며, 면역 기능 및 인슐린 감수성 조절 등을 통해 인체 건강의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

 

식품연 남영도 박사 연구팀은 포항공대 김광순 교수 연구팀 및 한국식품연구원 패밀리기업인 ㈜ 엔테로바이옴과 공동으로 대규모 한국인 장내미생물 정보를 분석했다. 그 결과, 아커만시아 뮤시니필라가 단일 종(species)으로 존재하는 것이 아니라 네 가지 서브타입(A. muciniphila clade I~IV)으로 구분되며, 대부분 개인의 장내에는 하나의 서브타입만 존재한다는 사실을 확인했다.

 

연구진은 이를 바탕으로 각 서브타입 간 경쟁 관계가 형성될 것으로 가정하고, 유전체 및 생리적 특성 비교, 시험관 공배양 실험, 무균 마우스를 활용한 노토바이오틱스 실험 등을 진행했다.

 

그 결과, 뮤신 활용성이 높은 A. muciniphila clade I(AmI)와 달리 뮤신 이용 능력이 제한적인 A. muciniphila clade II(AmII)는 졍쟁자인 AmI을 선택적으로 제거함으로써 생체의 장관에 정착할 수 있는 것으로 확인됐다.

 

보다 구체적으로는, AmII가 세포외 소포체를 통해 AmI을 선택적으로 제거하는 단백질을 세포 밖으로 분비하며, 이 세포외 소포체가 AmI의 세포벽을 파괴하여 제거하는 메커니즘을 확인했다. 또한, AmII의 세포외 소포체가 AmII 특이적 면역글로불린 A(IgA) 반응을 유도하여 AmII의 장내 정착을 더욱 촉진할 수 있다는 사실도 함께 밝혔다.

 

이라한 결과는 특정 아커만시아 그룹이 세포외 소포체를 매개로 경쟁 그룹을 직접 또는 간접적으로 억제하는 새로운 생존 전략을 제시하는 것으로, 영양성분 활용에 불리한 아커만시아 서브타입이 경쟁자를 선택적으로 제거하는 방향으로 진화했음을 시사한다.

 

이번 연구결과는 국제학술지 “네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)” 3월 온라인판에 게재되었으며, 해당 논문의 교신저자인 남영도 박사는 “대규모 한국인의 장내미생물 정보를 바탕으로 아커만시아 뮤시니필라 서브타입 간 경쟁관계를 규명한 이번 연구는, 각 서브타입을 표적하는 정밀식이 기술 개발에 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

 

(농업환경뉴스 = 김선옥 기자)


정책

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토양 탄소저장 ‘글로말린’, 유기농경지 효과 확인
농촌진흥청은 유기 농경지의 토양 탄소 저장 효과를 검증하기 위해 전국 5개 권역 30여 지역 45개 농가를 대상으로 ‘글로말린’* 함량을 조사한다고 밝혔다. 글로말린(Glomalin)은 식물 뿌리와 공생하는 미생물 (내생균근균)의 균사와 포자에서 생성되는 당단백질의 일종으로 토양 입단화 (여러 토양입자가 모여 큰 떼알구조를 이루는 작용)로 물리성을 개선해 토양 내 탄소를 저장하는, 토양 탄소량의 약 30%가 글로말린에 의해 저장된다고 한다. 글로말린을 생성하는 균근균은 뿌리와 공생하는 특성이 있어 식물의 뿌리 구조를 유지하거나 토양 교란을 최소화하는 유기농업 기술과 관련성이 있다. 특히 토양의 입단형성과 토양구조를 안정화시켜 탄소를 저장하는 역할을 하며 한번 생성되면 7-40년 동안 안정화된 형태로 저장함으로써 토양 내 탄소 저장고의 역할을 수행한다. 이번 조사는 국내 유기 농경지 내 글로말린 함량을 조사하고, 탄소 저장 효과를 분석해 과학적으로 검증할 목적으로 실시된다. 조사 항목은 ∆기상 요인(온‧습도) ∆재배 관리(토양관리, 작부체계 등) ∆글로말린 함량 ∆토양 이‧화학성(토성, 용적밀도, 토양 유기탄소 등)이다. 조사 대상지는 국내 유기농업 인증 밭

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