저용량 항생제로 세균 '잠든 유전자' 깨워…새 천연물 9종 발견
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미국 프린스턴대(Princeton University) 화학과 연구진이 항생제 호르메시스(antibiotic hormesis)를 이용해 세균의 숨은 천연물을 찾는 선별법을 제시했다. 미생물 유전체에는 천연물 생합성 유전자군이 많지만, 대부분 실험실 표준 배양 조건에서는 거의 발현되지 않아 이른바 은폐된(cryptic) 대사산물로 남아 있다.
임상 항생제 라이브러리로 세균 9종 자극
호르메시스는 고용량에서 생장을 억제하는 물질이 저용량에서는 다른 반응을 자극하는 현상이다. 연구진은 구할 수 있는 임상 항생제를 모두 모아 자체 라이브러리를 만들고, 계통적으로 다양한 세균 9종에 고용량 생장 억제 시험과 저용량 대사산물 자극 시험을 함께 진행했다. 그 결과 시험한 모든 균주에서 은폐 대사산물 생산이 유도됐다. 이 가운데 4개 균주를 대량 발효해 대사체를 분석한 결과, 이미 알려졌지만 해당 균주에선 처음 확인된 물질 8종과 구조가 새로운 천연물 9종을 찾아냈다.
방법이 단순하고 규모를 키우기 쉬워 신약 후보 탐색 플랫폼으로 쓸 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 저용량 항생제가 미생물 대사를 조절하는 신호로 일관되게 작동한다는 점은 생태학적 의미도 시사한다. 다만 새로 찾은 화합물의 약리 활성과 치료 잠재력은 추가 검증이 필요하다.
Key Points
- 저용량 임상 항생제로 세균의 은폐 대사산물 생산 유도
- 시험한 세균 9종 모두에서 은폐 대사산물 유도 확인
- 4개 균주 대량 발효로 구조가 새로운 천연물 9종 발견
한계 발견 방법론 연구로, 신규 화합물의 생물활성과 치료 가능성은 평가되지 않았다.
Original Research:
- An JS, et al. · Princeton University. Leveraging antibiotic hormesis for cryptic natural product discovery. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). DOI: 10.1073/pnas.2529841123
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