KBSI, 박테리아 실시간 이미징을 통한 '슈퍼 내성균 치료제' 개발

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 염색 등 전처리 과정 없이 박테리아를 실시간 관찰하고 세포 내 다양한 정량정보를 획득하는 새로운 분석기술로, 슈퍼 내성균의 새로운 치료제 개발전략을 제시했다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 광주센터 이성수 박사 연구팀과 광주과학기술원(GIST) 연구팀이 빛의 굴절률에 기반해 특정 세포 물질을 3차원으로 실시간 재현해 내는 홀로토모그래피 기술을 박테리아 분석에 적용해 내성균인 그람 음성균에 강한 항균 활성을 보이는 펩토이드 기반 새로운 항균 약물을 개발, 기전을 규명했다고 3일 밝혔다.

연구팀이 개발한 항균 약물은 인공 펩타이드 유도체인 펩토이드 골격을 기반으로, 박테리아의 세포막과 특이적으로 잘 결합하도록 설계됐다.

이 펩토이드 약물은 적정농도에서는 적혈구 등 인체 세포에 대해 낮은 독성을 보이는 반면, 박테리아의 여러 타깃을 동시다발적으로 공격해 대부분을 파괴하는 것으로 관찰됐다.

이성수 박사 연구팀은 확장된 홀로토모그래피 실시간 정량 분석기술을 활용, 박테리아를 자동으로 식별하고 새로 개발한 항균 펩토이드를 처리한 후 박테리아의 내부 물질 및 세포막에 대한 굴절률, 부피, 질량 등의 변화를 정량적으로 분석했다.

특히 항균 펩토이드 처리 후 박테리아의 내·외부에서 입체적으로 일어나는 세포막 파괴 및 세포 내 응집 현상 과정을 3차원으로 관찰하고, 효용성을 실시간으로 검증해 항생제 개발의 새로운 패러다임을 제시했다.

KBSI 양성광 원장은 “이번 연구성과는 우리연구원이 개발한 분석과학 신기술로, 인류의 골칫덩이인 슈퍼박테리아 극복에 새 해법을 제시한 것”이라며 “KBSI 광주센터가 지역소재 우수 대학과 공동연구를 통해 국가․사회적 현안 해결에 기여하는 혁신적인 결과를 이뤄낸 점에서 더욱 뜻깊다”고 말했다.

한편 KBSI 광주센터는 노화연구시설이 보유한 3차원 실시간 홀로토모그래피 현미경, 발광-형광 전임상 분자영상시스템(IVIS Spectrum), 마이크로·나노 CT, 비선형다중여기시스템 등 바이오 분야 첨단연구장비를 바탕으로 분석과학 기반 국가․사회적 현안 해결, 지역 과학기술 및 산업 발전에 이바지하고 있다.