장내세균을 센서로 개조해 장 삼투압 변화 읽어냈다
본문
장 속은 산성도·산소·삼투압이 끊임없이 변하고, 이 변화가 미생물 구성과 질환에 영향을 준다. 그러나 장을 열지 않고 이런 환경을 들여다볼 수단은 드물었다. 캐나다 브리티시컬럼비아대 연구진은 셀(Cell)에 장에 사는 세균 자체를 측정 장치로 바꾸는 합성생물학 도구를 보고했다.
공생세균용 유전 부품을 새로 깔았다
대상은 사람 장에 흔하고 유전자 조작이 비교적 쉬운 박테로이데스 테타이오타오미크론(Bacteroides thetaiotaomicron)이다. 연구진은 발현량을 조절할 수 있는 억제형 프로모터, 억제인자 활성을 DNA 수준에서 조절하는 장치, 모듈형 형광 전사 리포터 회로, 그리고 플라스미드를 염색체에 넣는 다른 방식의 통합 경로까지 네 가지 부품을 만들었다.
이 부품을 조합해 흡수 장애로 장 삼투압이 올라가는 상황을 감지하는 생체센서를 설계했고, 시험관과 완하제로 삼투성 설사를 유도한 생쥐 모델에서 작동을 확인했다. 세균 한 개 수준의 형광 신호로 장 삼투압 상태를 장기간 비침습적으로 보고할 수 있었다.
한계
생쥐 모델과 시험관 검증 단계이며, 사람 장에서의 안전성·안정성은 확인되지 않았다. 유전자 변형 세균을 사람에게 투여하는 문제는 별도의 규제 판단이 필요하다.
Key Points
- 박테로이데스 테타이오타오미크론용 억제형 프로모터·리포터 회로 등 유전 부품 4종 개발
- 흡수 장애로 인한 장 삼투압 상승을 감지하는 생체센서 설계
- 완하제 유도 삼투성 설사 생쥐 모델에서 단일세포 형광으로 장기 비침습 측정
한계 생쥐 모델·시험관 수준 결과로, 사람 장에서의 안전성과 유전자 변형 세균 투여에 관한 규제 검토는 이뤄지지 않았다.
Original Research:
- McCallum G, Burckhardt JC, He J, … Tropini C · University of British Columbia (캐나다). A Bacteroides synthetic biology toolkit to build an in vivo malabsorption biosensor. Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2025.12.052
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