[특별기고] 장내미생물이 건강을 책임진다…제2의 게놈프로젝트 ‘마이크로바이옴’
[특별기고] 장내미생물이 건강을 책임진다…제2의 게놈프로젝트 ‘마이크로바이옴’
  • SCL 서울의과학연구소 홍혜림 전문의(진단검사의학과)ㅣ정리·장인선 기자 (insun@k-health.com)
  • 승인 2019.05.14 18:45
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SCL 서울의과학연구소 홍혜림 전문의(진단검사의학과)
SCL 서울의과학연구소 홍혜림 전문의(진단검사의학과)

인체에 존재하는 미생물의 수는 100조에 이르고 인간 세포보다 10배 이상 많다. 미생물총은 주어진 거주지에 존재하는 세균, 고세균, 진핵생물, 바이러스를 포함한 미생물 군집을 말한다.

장내 미생물총은 병원균 침입을 방어할 뿐 아니라 면역체계를 성숙시키고 비타민 생산, 영양분 공급 등 인체 대사조절에 관여한다.

최근 유전자 증폭기술과 차세대 염기서열 분석(NGS) 등 생명공학 기술의 발전은 ‘마이크로바이옴(microbiome)‘이라는 미생물을 재발견할 수 있는 새로운 연구분야를 탄생시켰다.

마이크로바이옴은 인간의 몸속에 함께 공존하고 있는 미생물의 유전정보 전체를 일컫는 말로 ’세컨드 게놈(second genome)‘이라고도 불린다. 특히 사람 유전체 중 99%는 장내 미생물 유전물질로 인체와 상호작용을 통해 인간의 건강과 질병에 큰 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 더욱이 최근 장내세균과 건강과의 상관성이 의학계 곳곳에서 검증되면서 더욱 관심이 높아지고 있는 분야다.

■건강관리의 시작 ‘장내 미생물 유전자 분석‘

장내에는 유익균과 함께 클로스트리듐 같은 독소나 노폐물을 형성하는 유해균도 존재한다. 이를 확인할 수 있는 것이 바로 장내미생물의 유전자(DNA) 분석이다. 이는 장내미생물의 구성, 즉 유익균과 유해균을 분석해 개인의 장 환경 변화를 과학적으로 모니터링할 수 있다.

다수의 연구결과를 통해 유해균의 분포가 높아지면 장 염증부터 만성 장질환 및 비만 등에도 영향을 주는 것으로 나타났다. 장내세균분석은 개인의 장내에 유익균과 유해균이 어떤 비율로 구성돼 있는지 확인해 이들의 적절한 분포를 유지하도록 권장하는 예방적 측면과 건강관리 차원에서 실시되고 있다.

즉 유익균과 유해균의 분포를 파악해 유해균의 분포를 줄이는 것이 장 건강에 매우 중요한 요소인 것이다. 이러한 장내세균 구성변화를 모니터링해 자신의 건강상태변화를 주기적으로 확인하는 것이 바람직하다.

■장내미생물 연구 확대 ‘프로바이오틱스· 마이크로바이옴’

프로바이오틱스 연구는 항생제 내성문제와 더불어 아토피나 암 등 면역 관련 질환이 급속히 증가하면서 다시 활발히 진행됐다. 프로바이오틱스로 대표되는 장내 미생물에 대한 관심이 커지면서 ‘마이크로바이옴(microbiome)’에 대한 연구도 활발하다.

이른바 ‘제2의 게놈 프로젝트’로 불리는 이 연구는 국가 차원의 경쟁도 뜨겁다. 미국은 지난 2008년부터 휴먼 마이크로바이옴 프로젝트를 시작했고 중국·일본 등도 뒤따라 연구에 뛰어들었다.

국내의 경우 과학기술정보통신부가 2023년까지 총 80억원을 투입해 한국인 장내 미생물 뱅크 구축과 활용 촉진사업을 진행할 예정이다. 건강한 한국인 장내 미생물을 확보해 유전정보를 분석하고 신약, 건강기능식품, 관리 프로그램 등 개발을 위해 기업이나 연구소에 분양할 계획으로 알려졌다.

앞으로 마이크로바이옴 분야에서 인간 유전형과 미생물 유전체를 통합적으로 분석하는 연구가 더욱 중요시 될 것이다. Metagenomics 자료를 근거로 해 질병의 조기진단, 생물학적 표지자와 새로운 프로바이오틱스의 개발도 가능할 것으로 보인다. 식이 변화, 대변 이식 등을 통해 장내 미생물총을 조절하는 것은 미생물총의 불균형과 연관된 질환을 치료하는 데 이용될 수 있다. 최근에는 마이크로바이옴의 한 영역으로 장내 세균을 이식해 대장염을 치료하는 변 이식이 새로운 치료법으로 각광받고 있다.


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