[국제] S.Mutans 미생물 분자의 우식 발생 연관성 밝혀 … 치석 형성 예방법 등 기대
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[국제] S.Mutans 미생물 분자의 우식 발생 연관성 밝혀 … 치석 형성 예방법 등 기대
  • 윤미용 기자
  • 승인 2021.04.15 09:18
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우식 발달과 예방 새로운 통찰력 제공

중국 홍콩/미국 캘리포니아 주 버클리: 최근 중국 연구자들이 주도한 연구에서 구강 미생물 총이 전반적인 건강에 미치는 영향을 조사했다. 

연구진은 인체 구강내에서 흔히 발견되는 박테리아 Streptococcus mutans가 방출한 새로운 미생물 소분자가 우식 발생과 관련이 있음을 발견했다. 이 연구는 과학자들이 새로운 연구를 수행해 우식 예방법을 찾는 데 도움되는 통찰력을 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 

우식은 우리의 구강 및 전반적인 건강에 계속 위협을 가하는 딜레마다. 세계보건기구 (WHO)에 따르면 전 세계적으로 약 23억 명의 사람들이 영구치 우식증을 앓고 있으며 5억 3천만 명 이상의 어린이가 유치 우식증으로 고통 받고 있다. 이 기관은 또한 인구가 점차 도시 지역으로 이동하고 생활 조건의 변화를 경험하고 있는 대부분의 저소득 및 중간 소득 국가에서 구강 질환의 유병률이 계속 증가하고 있다고 밝혔다.

본지(DTI)는 과거 피클이나 베리 추출물을 먹거나 또는 이원 광역학 요법을 사용하는 비정규적 방법이 질환 예방에 도움이 될 수도 있다고 보도한 바 있다. 그러나 우리가 실제 우식 원인에 대해 얼마나 알고 있는지는 확실하지 않다. 

이번 연구에서 연구원들은 유기산을 생성하고 우식의 주요 원인 중 하나인 박테리아 S.mutans에 의한 바이오필름 형성을 조사했다. S.mutans는 오랫동안 주요 구강 병원체 중 하나로 인식돼 왔으며 다양한 임상 분리물의 게놈 시퀀싱을 통해 특수한 이차 대사산물을 생성할 수 있는 큰 잠재성이 밝혀졌다.

과학자들은 과거 바이오필름 형성과 발달을 담당하는 S.mutans의 거대 분자 작용제를 광범위하게 조사했지만, S.mutans에 의한 바이오필름 형성에서 소분자 이차 대사 산물의 정체와 기능은 거의 알려지지 않았다. 따라서 연구자들은 이 간극을 메우기 위해 노력해왔다.

연구진은 수년 동안 해양 자연 생물막과 해양 동물의 상호 작용을 연구해 왔다. 이런 상호 작용은 종종 생물막의 미생물에 의해 생성된 화학 분자를 통해 매개되기 때문에 이들 연구진은 생물막의 발달과 동물의 반응에 영향을 미치는 분자를 확인하기 위해 연구해왔다.

연구진은 “지난 10년 동안 우리는 게놈 채굴 기반 화합물 발견을 사용해 미생물의 화학적 신호를 식별했으며, 대장균에서 유전자 독소(콜리 박틴)를 식별하고 새로운 항생제를 개발하고 새로운 약물을 찾는 등 몇 가지 획기적인 발전을 이뤄냈다”고 설명했다.

생물막 개발의 분자 메커니즘에 대한 공통된 관심으로 인해 Qian과 그의 팀은 지난 몇 년 동안 Zhang과 긴밀하게 협력해 왔다. 연구진은 해양 자연 생물막에서 인간 건강과 관련된 생물막으로 연구를 옮겨 5개의 분자와 생합성 경로 유전자 클러스터를 확인했다.

연구 결과에 따르면 분자 중 하나가 S.mutans에 붙어 박테리아 세포의 물 분자에 대한 인력을 감소시키며 세포가 덩어리를 형성하는 능력을 촉진하는 것으로 밝혀졌다. 

Zhang은 “우리는 S.mutans의 일부 분리가 특수대사 산물인 mutanofactin-697을 생산할 수 있음을 발견했다. 이 분자는 S.mutans세포와 세포 외 DNA에 결합해 세균의 소수성을 증가시키며 세균의 부착과 그에 따른 생물막 형성을 촉진한다”고 설명했다. 

Qian은 “이 연구가 충치 예방에 크게 기여할 수 있다”고 연구 결과의 중요성을 밝히며 “치석의 바이오필름으로 보호된 박테리아는 치아 법랑질을 공격하는 다량의 산을 방출할 수 있다. 바이오필름 형성 박테리아가 관련 분자를 생성하는 것을 방지할 수 있다면 치석 형성을 예방할 수 있을 것”이라고 기대했다.

이번 연구는 ‘Mutanofactin promotes adhesion and biofilm formation of cariogenic Streptococcus mutans’라는 제목으로 2021년 3월 4일 『Nature Chemical Biology』에 온라인으로 발표됐다.


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