충남대학교 생명시스템과학대학 미생물 분자생명과학과 김민수 교수 연구팀은 다양한 신선채소 표면에 상재하는 바이러스 마이크로바이옴(vir-ome)의 다양성을 탐색하고, 해당 바이러스가 신선채소 섭취와 함께 장내 마이크로바이옴으로 전이(轉移)될 수 있음을 규명하였다.
이번 연구성과는 다학제 분야의 세계적인 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications, 2023년 IF: 14.7, JCR상위 5.9%)에 4월 10일, 온라인으로 발표됐다. 이번 연구는 박지우 박사과정생(제1저자, 미생물 분자생명과학과&생명과학과)과 김민수 교수(교신저자, 미생물 분자생명과학과&생명과학과)가 참여했다.
메타유전체 분석법은 자연 환경과 도시 환경에 서식하는 바이러스 마이크로바이옴의 다양성을 탐색하는데 주요한 도구로 활용돼 왔다. 그러나 생체량이 적은 마이크로바이옴에 대한 연구는 기술적인 제약으로 인해 접근이 어려웠으며, 서로 다른 환경 간의 미생물 상호작용에 관한 연구도 충분히 이루어지지 않았다. 또, 인체 장내 바이러스 마이크로바이옴의 경우 바이러스 유전체 정보의 부족으로 인해 주요 구성원에 대한 이해가 제한적이었다.
이에 김민수 교수 연구팀은 제주대 박은진 교수(공동교신저자) 연구팀, 충남대 조진아 교수(공동저자) 연구팀과 협력해 신선채소의 엽권(phyllosphere)에 유전적으로 다양한 바이러스가 존재하며, 이 중 약 90% 이상은 기존에 보고되지 않은 신규 바이러스인 것을 보고했다.
이러한 바이러스의 대부분은 미생물을 감염시키는 박테리오파지(bacteriophage)로 구성돼 있으며, 신선채소의 지속적인 섭취를 통해 인체 소화기관에 도달한 뒤, 장내 마이크로바이옴에서 검출되는 것을 밝혔다. 이러한 현상은 대사·면역 질환에서 나타나는 마이크로바이옴 불균형(microbial dysbiosis)과도 관련이 있는 것으로 제시됐다.
이번 연구성과는 마이크로바이옴을 매개로 식이(food)와 장(gut) 간의 연계를 설명하는 ‘The food-gut axis’ 개념에 대한 과학적 근거로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
김민수 교수는 “식이가 장내 마이크로바이옴의 형성과 발달에 중요한 영향을 미친다는 연구는 지속적으로 보고돼 왔으나, 신선채소와 같은 푸드 마이크로바이옴(food microbiome)의 영향에 대해서는 상대적으로 주목되지 않았다. 본 연구는 우리가 신선한 샐러드 한 접시를 섭취할 때 약 80억 개의 바이러스도 함께 섭취하게 된다는 사실을 보여주며, 신선채소 유래 바이러스 마이크로바이옴이 장내 바이러스 마이크로바이옴의 주요 구성원일 수 있음을 시사한다. 이러한 연구 결과는 향후 건강한 장내 마이크로바이옴(healthy gut microbiome)을 구축하는 데 있어 중요한 단서를 제공할 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단 우수신진연구와 지역선도연구센터(RLRC, 마이크로바이옴-뇌신경질환 융합연구센터)의 지원을 받아 수행됐다.
□ 논문 제목: Characterization of the phyllosphere virome of fresh vegetables and potential transfer to the human gut (2025) Nature Communications, 16:3427
□ 논문 링크:
https://www.nature.com/articles/s41467-025-58856-6