한빛사 인터뷰
- 등록2024-06-11
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
Clostridioides difficile 감염(C. difficile infection; CDI)은 항생제 투여로 인한 장내 미생물 구성의 변화로 발생한 생명을 위협하는 설사성 질환의 주요 원인으로 부상했습니다. 현재 CDI의 치료를 위해 vancomycin, metronidazole 등의 항생제가 사용되고 있지만, 항생제는 장내 정상 미생물에도 영향을 미쳐 CDI 재발 가능성을 높이는 문제가 있습니다. 이러한 CDI 치료의 한계점은 항생제 내성 균주의 발생 및 증가로 더욱 악화되고 있으며, 이는 미국, 유럽뿐만 아니라 한국에서도 심각한 문제로 대두되고 있습니다. 따라서 C. difficile을 선택적으로 제거할 수 있는 대체 치료제가 절실히 필요한 상황입니다.
엔도라이신은 박테리오파지, 즉 미생물을 감염시키는 바이러스가 생성하는 peptidoglycan hydrolase로 박테리오파지가 숙주를 분해하여 외부로 방출하는데 도움을 줍니다. 이 엔도라이신은 숙주에 대해 매우 특이적이라는 특징을 가지고 있어 특정 미생물의 세포벽을 인식하고 분해할 수 있습니다. 또한 항생제와 달리 세균의 외부에서 세포벽을 직접 분해하기 때문에 미생물의 내성 획득이 불가능하다고 알려져 있습니다. 이러한 특징은 엔도라이신이 미생물을 제어함에 있어서 훌륭한 도구로써의 가능성을 시사합니다. 저희 연구실에서는 이 엔도라이신을 활용하여 C. difficile을 제어하여 CDI의 개선을 볼 수 있는지에 대해 연구했습니다.
본 연구에서는 재조합 엔도라이신 CD27L_EAD를 이용하여 빈번한 항생제 처방으로 인해 발생가능한 CDI를 제어할 수 있는지 그 가능성을 연구하였습니다. CD27L_EAD는 여러 C. difficile 균주에서 높은 분해활성을 보일 뿐 아니라 사람의 장내 미생물균총에 적용했을 때에도 선택적으로 C. difficile을 사멸시킬 수 있음을 metagenomics analysis를 통하여 확인하였습니다.
본 연구와 같은 재조합 엔도라이신을 활용한 미생물 제어 전략은 항생제 내성균 발생으로 인해 치료가 어려운 병원성 미생물 감염증을 비롯한 미생물 제어가 필요한 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 사료됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 아주대학교 분자과학기술학과 윤현진 교수님의 지도하에 진행되었으며, 저는 현재 윤현진 교수님의 병원성 미생물학 연구실 (Molecular Microbiology and Pathogeneis Laboratory, MMP Lab)에서 석박사 통합과정을 진행하고 있습니다.
저희 연구실은 병원성 미생물을 대상으로 병원성 인자의 작용기전을 규명하고, 이를 통해 병원성을 조절을 할 수 있는 다양한 방법과 제재에 대해 연구하고 있습니다. 대표적인 연구 주제로 (1) Salmonella의 병원성 인자 발굴 및 병원성 조절 기전을 연구하고, (2) 박테리오파지 유래 재조합 엔도라이신을 이용하여 항생제를 대체할 수 있는 기술을 개발하며, (3) 신소재 식품첨가물에 의한 장내 미생물균총 조절을 통한 기능성을 탐구하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저희 연구실은 앞에서 언급했다시피 효과적인 감염병 원인 세균 제어를 위해 다양한 방면으로 연구를 진행하고 있습니다. 이를 위해 혐기성 세균 배양 및 세포배양을 위한 여러 장비들이 잘 구축되어 있고, 형광 이미지 시스템 및 Ultracentrifuge 등의 장비를 통해 다양한 분야에 걸친 실험들을 진행할 수 있어, 연구활동에 많은 도움이 되었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저는 아직 학위 과정을 진행 중인 학생으로서, 많은 경험은 없지만 연구를 함에 있어서 무엇보다 중요한 것은 자신이 공부하는 분야에 대한 열정과 흥미라고 생각합니다. 학문을 깊이 파고들다 보면 어려움에 부딪히는 순간이 반드시 찾아옵니다. 그럴 때 혼자서 고민하기보다는 다른 사람들과 소통하는 것이 매우 중요합니다. 동료 연구자들과의 토론과 협력은 연구를 진행하는 데 큰 도움이 되고, 자신의 사고의 폭을 넓히는 계기가 될 수 있다고 믿습니다.
이 분야에 진입하려는 모든 분들께, 분명 쉽지 않은 길이겠지만, 끈기와 열정으로 도전하여 좋은 결과를 함께 이루길 바랍니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
본 연구의 후속으로 CDI를 유도한 동물에서 엔도라이신의 처리 시 그 변화를 확인해보고자 합니다. 기존에 진행했던 실험들은 in vitro 조건에서 실험했던 것으로 엔도라이신이 타겟 미생물을 선택적으로 죽일 수 있는지에 대해서만 확인을 했습니다. 동물 모델에서 엔도라이신을 처리하여 동물의 장내에서도 C. difficile가 선택적으로 사멸되면서 CDI를 제어할 수 있는지에 대해서 여러 방면에서 연구를 해보고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
학위과정을 지금까지 계속 진행하면서 정말 많은 것들을 보고 배운 것 같습니다. 좋은 사람들과 함께 훌륭한 환경의 연구실에서 연구를 할 수 있어 매우 즐거웠고, 앞으로도 많은 경험을 쌓을 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 연구에 대해 많은 부분을 지도해주신 아주대학교 윤현진 교수님, 그리고 실험에 대해 토론하고 많은 도움을 준 동료들께 감사의 인사를 드리고 싶습니다.
#Clostridioides difficile infection
# Endolysin
# Gut Microbiota
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