현재 사용되고 있는 항생제 10종에 대해 내성을 갖는 고대 박테리아가 발견된 루마니아 지하 얼음 동굴의 전경 루마니아 학술원 생물학 연구소 제공


지구 온난화는 인간의 삶에 다양한 영향을 미친다. 최근 미국 트럼프 대통령이 그린란드에 눈독을 들이는 이유도 온난화로 인해 그린란드 일대 빙하가 녹아 북극항로가 열리고 지하자원이 드러나면서 이전과 달리 경제적 가치가 커지고 있기 때문이다. 그런데, SF에나 등장할 것처럼 빙하 속에 잠들어 있던 무시무시한 병원균이 온난화 때문에 풀려 나온다면 어떻게 될까.
실제로 루마니아 학술원 생물학 사이다쿨접속방법 연구소, 부쿠레슈티대 생물학부 공동 연구팀은 고대 지하 얼음 동굴의 5000년 된 얼음층에서 발견된 박테리아들이 현재 의료 현장에서 사용되는 항생제 10종에 내성을 갖는 것을 확인했다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘최신 미생물학’(Frontiers in Microbiology) 2월 17일 자에 실렸다.
박테리아는 열대의 쿨사이다릴게임 폭염부터 극지방의 냉기까지 지구의 극한 환경에 적응하도록 진화했다. 얼음 동굴은 아직 충분히 연구되지 않은 유전적 다양성의 원천을 대표하는 다양한 미생물이 서식하는 환경 중 하나로 꼽힌다.
연구팀은 동굴 내 ‘그레이트 홀’로 알려진 지역에서 25m 길이의 얼음 코어를 채취했다. 이는 1만 3000년 정도의 시간대를 보여준다. 오염을 방지하 릴게임온라인 기 위해 코어에서 채취한 얼음 조각들은 무균 포장해 실험실로 운반됐고, 이동 중에는 냉동 상태가 유지됐다. 연구팀은 다양한 박테리아 균주를 분리하고 게놈을 해독해 해당 균주가 저온에서 생존할 수 있게 하는 유전자와 항균제 내성 및 활성 부여 유전자를 확인했다. 연구팀은 저온 환경에서 주로 서식하는 박테리아 속인 사이크로박터(Psychrobacter) 균주인 사이다릴게임 ‘Psychrobacter SC65A.3’(SC65A.3)를 찾아냈다. 사이크로박터 일부 종은 인간이나 동물에게 심각한 감염을 일으킬 수 있는 것으로 알려졌다.
연구팀은 SC65A.3 균주의 내성 여부를 확인하기 위해 세균 감염 치료에 일상적으로 사용되거나 예비 보관되는 10개 계열의 항생제 28종으로 실험했다. 항생제 28종에는 내성 바다이야기사이트 유전자나 약물 저항 돌연변이에 대한 항생제도 포함했다. 그 결과 SC65A.3는 임상 현장에서 다양한 중증 세균 감염 치료에 사용되는 경구, 주사용 항생제 10종에 저항성을 보였다. 결핵, 대장염, 요도 감염 등에 사용되는 리팜피신, 반코마이신, 시프로플록사신 등 항생제도 포함됐다.
또 SC65A.3는 트라이메토프림, 클린다마이신, 메트로니다졸 등 항생제에 대해 내성을 가진 것으로 확인됐다. 이들 항생제는 폐, 피부, 혈액 감염증, 생식기 감염증 등 치료에 사용되는 것으로 지금까지 내성이 확인된 적이 없었다. 연구팀은 얼음이 녹으면서 이들 미생물이 대기 중에 노출되면 현재 활동 중인 다른 박테리아에 전파되면서 항생제 내성을 강화할 우려가 크다고 우려를 표했다.
연구를 이끈 크리스티나 푸르카레아 생물학 연구소 박사는 “이번에 얼음 동굴에서 분리된 박테리아 균주는 고대의 것임에도 불구하고 현대 항생제 대부분에 내성을 보유하며, 100개 이상의 내성 관련 유전자를 갖고 있다”며 “이번 균주는 주요 항생제 내성 슈퍼박테리아 여러 종의 성장을 억제할 수 있는 생명공학적 잠재력을 지난 유의미한 효소 활성이 발견되기도 했다”고 말했다. 푸르카레아 박사는 “항생제 내성 문제는 현대 의학에서 중요한 문제가 되는 만큼, 고대 병원균 연구를 통해 항생제 내성의 확산과 진화에 자연환경이 어떤 역할을 하는지 밝혀내는 것은 무엇보다 중요하다”라면서도 “이런 연구에 있어서 통제되지 않은 확산의 위험을 막기 위해서는 실험실에서 신중한 취급과 안전 조치가 필수적”이라고 덧붙였다.
유용하 과학전문기자