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[바이오토픽] 마침내 밝혀진 겨드랑이 냄새의 비밀
생명과학 양병찬 (2020-08-07)

 

영국 요크 대학교의 연구팀은, 겨땀냄새의 원천이 특정 미생물의 효소임을 알아냈다.

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ⓒ medicalnewstoday.com

▶ 과학자들은, 겨드랑이에서 고약한 땀냄새가 발생하는 메커니즘을 규명했다. 영국 요크 대학교의 연구팀은 액취(underarm odour)의 원천을 추적하던 중, 인간의 겨드랑이에 서식하는 특정 미생물의 효소를 용의자로 지목했다.

그 효소가 화학적 범인(chemical culprit)임을 증명하기 위해, 연구팀은 그것을 겨드랑이 미생물군(underarm microbe community)의 '결백한 구성원'에게 이식했다. 그랬더니 아니나 다를까. 그 미생물 역시 고약한 냄새를 뿜어내기 시작하는 것이 아닌가!

연구팀은 이번 연구가 더욱 효과적인 체취제거제(deodoran)와 땀억제제(antiperspirant) 개발의 길을 연 것으로 믿고 있다. 또한 연구팀은 인류가 영장류 조상으로부터 그 악취성 미생물(mephitic microbe)을 물려받았을 거라고 제안했다.

"우리는 암내(BO: body odour)가 생겨나는 메커니즘을 규명했다"라고 이번 논문의 선임연구자인 가빈 토머스 교수(미생물학)는 말했다. "이제 우리가 정말로 이해하고 싶은 것은, 그 이유다."

인간은 BO의 가장 고약한 성분을 직접 생산하지 않는다. 티오알코올(thioalcohol)로 알려진 그 범인은, 미생물이 (피부에서 만난) 다른 성분을 포식할 때 부산물로 배출된다.

요크 대학교의 연구팀은 선행연구에서, 대부분의 피부 미생물은 티오알코올을 만들 수 없다는 사실을 발견했다. 그러나 후속연구에서, 겨드랑이에 서식하는 미생물 중 하나인 스타필로코쿠스 호미니스(Staphylococcus hominis)가 티오알코올을 만들어내는 주범으로 밝혀졌다. S. hominis는 Cys-Gly-3M3SH라는 '냄새없는 화합물'을 분해할 때 악취를 뿜어내는데, Cys-Gly-3M3SH는 겨드랑이의 땀샘에서 분비된다.

인간은 두 가지의 땀샘을 보유하고 있다. 하나는 외분비샘(eccrine gland)으로, 전신을 뒤덮고 있으며 피부 쪽으로 직접 열려 있다. 그것은 인체의 냉각시스템의 필수적인 구성요소다. 다른 하나는 부분분비샘(apocrine gland)으로, 특별한 부위(예: 겨드랑이, 젖꼭지, 성기)에 빽빽이 분포하며 모낭 쪽으로 열려 있다. 부분분비샘의 역할은 그다지 명확하지 않다.

▶ 《Scientific Reports》에 실린 논문에서(참고 1), 요크 대학교의 연구팀은, S. hominis가 티오알코올을 만들어내는 메커니즘을 알아내기 위해 세균의 내부를 철저히 조사한 과정을 기술했다. 그들은 한 가지 효소를 발견했는데, 그것은 부분분비샘에서 분비되는 Cys-Gly-3M3SH를 '악취가 나는 티오알코올'인 3M3SH로 전환하는 것으로 밝혀졌다.

"그 세균은 인체에서 Cys-Gly-3M3SH 분자를 약탈하여 그중 일부만 먹어치우고, 나머지는 뱉어낸다. 우리가 BO로 인식하는 핵심분자 중 하나가 바로 그 찌꺼기다"라고 토머스는 말했다.
BO를 만드는 효소를 발견한 후, 연구팀은 그 효소를 BO와 무관한 친척인 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에게 이식했다. "유전자를 이식했을 뿐인데, S. aureus는 BO를 만들었다"고 토머스는 말했다.

"우리의 코는 극단적으로 낮은 문턱값(threshold)에서 티오알코올을 탐지는 데 능숙하다. 티오알코올이 BO에서 매우 중요한 것은 바로 그 때문이다. 그것은 치즈나 양파 냄새와 매우 비슷하므로 쉽사리 인식된다. 알다시피, 그 냄새는 매우 지독하다."

이번 연구는 유니레버(Unilever)와 함께 수행되었으며, 선택적인 체취제거제(겨드랑이 미생물군 중에서 BO를 활발히 생성하는 미생물만을 겨냥하고, 다른 미생물은 건드리지 않는 데오도란트)를 생산할 수 있는 가능성을 새로 제시했다. "S. hominis를 선택적으로 녹다운시키는 표적지향 접근방법(targeted approach)을 사용한다면, 데오도란트의 효과가 더욱 오랫동안 지속될 것이다"라고 토머스는 말했다.

다음으로, 연구팀은 수십 종(種)의 포도상구균(Staphylococcus)들 간의 유전적 관계를 분석했다. 그 결과, 지금으로부터 약 6000만 년 전, 그중 일부만이 미생물의 옛조상에서 BO 효소를 물려받은 것으로 나타났다.

부분분비샘은 사춘기 이후 줄곧 BO를 만드는 화합물을 분비하므로, BO는 인간성을 형성하는 데 일익을 담당했던 것으로 보인다. "현재로서 말할 수 있는 것은, BO를 만드는 과정이 전혀 새로운 게 아니라는 것이다. BO는 인류가 진화하는 동안 늘 존재했다"고 토머스는 말했다. "BO가 인류의 진화에 중요했다는 점을 상상하기는 어렵지 않다. 우리가 체취제거제와 땀억제제를 사용하기 시작한 것은 겨우 50년 ~ 100년 전이다. 그 이전까지는 모든 사람들이 겨드랑이에서 지독한 냄새를 풍겼다."

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그림: The molecular basis of thioalcohol production in human body odour


Cys-Gly-3M3SH는 겨드랑이의 하피(hypodermis)에 위치하는 부분분비샘에서 피부 표면으로 분비된다. Staphylococcus hominis의 경우, Cys-Gly-3M3SH는 DtpT(di-/tri-peptide transporter)에 의해 이동하는 양성자(proton)와 함께 능동적으로 수송된다. ① 일단 세포 안으로 들어가면, 말단의 글리신(glycine)은 PepA(dipeptidase)에 의해 절단되어, Cys-3M3SH를 방출한다. ② Cys-3M3SH는 C-S β-lyase에 의해 대사되어 휘발성 3M3SH를 방출한다. ③ 3M3SH는 분산되거나 세포 밖으로 배출된다. ④ 이화(catabolism)된 Cys-Gly-3M3SH는 탄소와 질소를 글리신, 암모니아, 피루브산염(pyruvate)이라는 형태의 영양학적 인센티브(nutritional incentive)를 제공한다.

 

※ 참고문헌
1. https://www.nature.com/articles/s41598-020-68860-z

※ 출처: The Guardian https://www.theguardian.com/science/2020/jul/27/know-sweat-scientists-solve-mystery-behind-body-odour

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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
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