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질병을 물리치기 위한 박테리아 공학

과학기술발전

등록일  2020.05.29

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퓨처리스는 과학자들이 박테리아에서 개발한 합성백신을 이용해 호흡기 질환을 어떻게 치료하고 있는지 조사함. 이 연구가 결국 COVID-19에 대처하기 위한 백신으로 이어질 수 있기를 희망함.


몇 년 동안 바르셀로나에 있는 게놈 규제 센터(Centre for Genomic Regulation, CRG)의 연구원들은 마이코플라즈마(mycoplasma)라고 불리는 박테리아 속종을 연구해 왔음. 농장 동물과 사람에게서 모두 발견되는 호흡기 질환을 예방할 수 있는 스마트백신을 개발하는 것이 목표임.
 
최첨단 기술(Cutting-edge technology)은 합성세균을 배양하는 데 사용됨. MycoSynVac이라고 불리는 이 유럽의 연구 프로젝트에 참여한 사람들은 결국 같은 과학이 코로나바이러스 단백질을 항원으로 사용함으로써 COVID-19 백신을 개발하는데 사용될 수 있을 것이라고 말함.


"한 가지 전략은 우리 면역체계를 훈련시켜 항체(anti-bodies)항균을 만들어냄으로써 그 바이러스의 단백질을 백신으로 사용하는 것이다. 이것이 우리가 "재조합 백신(recombinant vaccines)"이라고 부르는 것이다. 그래서 바이러스가 나타나면 면역체계가 바이러스를 차단하고 제거할 수 있다. 하지만 이 도전은 엄청나다. 그것은 길고 비용이 많이 드는 과정이다. 그리고 때때로 당신은 바이러스로부터 나온 하나의 단백질만을 다루는 것이 아니라, 많은 다른 단백질들을 다루게 된다. 이것은 정말 어려운 일이다"라고 CRG 생명공학학자 마리아 루흐-세나르는 말했음.


"우리는 인간의 폐를 감염시키는 박테리아까지 죽일 수 있다."
여기서 자라는 합성, 비병원성 박테리아는 가축에게 면역 반응을 일으키도록 설계되었음. 그러나 일단 이 생물체(organism)가 이해되면 DNA의 보편적 언어는 다른 생물학적 적용을 찾을 수 있다는 것을 의미한다고 CRG 루이스 세라노 소장은 말함.


"우리는 항체를 활성화시킬 수 있었다. 우리는 면역체계를 자극하는 분자를 활성화시킬 수 있었다. 효소도 활성화시킬 수 있다. 우리는 다른 박테리아들을 죽일 수 있다. 우리는 인간의 폐를 감염시키는 박테리아도 죽일 수 있다. 이제 목표는 같은 박테리아에서 코로나바이러스로부터 단백질을 활성화시킬 수 있는 것이다. 그 단백질들은 결국 인간의 폐세포와 결합하여 바이러스가 세포 안으로 들어가는 것을 막을 수 있을 것이다."


유럽의 MycoSynVac 프로젝트 파트너

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박테리아의 게놈 변형(Modifying)
이 박테리아가 면역 체계를 지탱할 수 있으려면, 과학자들은 우선 그것을 숨겨야(disguise) 함. 이것은 박테리아의 게놈을 수정함으로써 이루어짐. 이를 위해 보르도의 전문가들은 효모(yeast)로 바꿨음.


"마이코플라스마 네우모니에(neumonie)는 그 변형된 게놈을 생산할 수 있는 도구가 별로 없기 때문에 우리는 그것을 효모에게 준다. 효모 안에는 이 게놈을 변형시킬 수 있는 좋은 도구들이 많이 있다. 그래서 효모를 이용하여 이런 나쁜 유전자를 제거할 수 있고, 우리가 원하는 유전자를 삽입할 수 있다. 그래서 기본적으로 효모는 우리의 안내를 통해 새로운 게놈을 만들 것이고, 이것을 우리는 합성 게놈이라고 부르는데, 이것은 기본적으로 우리가 백신을 위해 원하는 좋은 부분만 가지고 있다."고 INRAE 미생물학자 요나단 아르피(Yonathan Arfi)는 말함.


COVID-19의 관점에서 과학자들은 이 합성 생물학 분야가 결국 18개월 안에 의미 있는 결과를 낼 수 있을 것으로 낙관하고 있다고 말함.


"COVID-19가 남아 있다. 그것은 사라지지 않을 것이다. 그것은 계절성 독감과 같을 것이다. 우리는 매년 백신을 맞아야 할 것이다. 감염에 걸리면 치료할 수 있는 도구가 필요할 것이다. 그리고 우리의 접근방식은 이러한 도구들 중 일부를 제공할 수 있다"고 세라노는 주장함.



원문/사진 출처: https://www.euronews.com/2020/05/18/engineering-bacteria-to-defeat-disease  (2020.5.19.)



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