한강 낚시해도 될까…항생제 내성 유전자 바이러스 산다

신규 항생제 내성 유전자를 가진 한강 바이러스 유전체 탐색 모식도/자료=인하대

한강에서 채취한 박테리오 파지(세균을 숙주로 삼아 기생하는 바이러스)에서 항생제 내성 유전자가 발견됐다.

인하대 조장천 교수와 문기라 박사, 명지대 이상희 교수, 중앙대 차창준 교수로 이뤄진 공동연구팀은 한강에 존재하는 박테리오 파지에서 항생제 내성의 원인이 되는 새 유전자를 찾아냈다고 8일 밝혔다. 연구팀은 이 바이러스 유전자를 ‘한강 바이롬 베타락탐 분해효소(HRV)’으로 명명했다.

항생제에 대한 병원균의 저항성은 항생제 내성 유전자 유무에 따라 결정된다. 이를테면 페니실린과 같이 널리 쓰이는 베타락탐계 항생제에 살아남는 세균은 항생제 내성 유전자의 하나인 베타락탐 분해효소 유전자를 가진다. 이 유전자를 가진 세균은 항생제의 베타락탐 고리를 분해해 항생제를 무력화한다. 세균은 접합하거나 파지의 감염과 같은 수평이동을 통해 다른 세균으로부터 항생제 내성 유전자를 얻는 것으로 알려져 있다.

연구팀은 한강의 6개 지점에서 각 10리터의 표층수를 채취해 세균을 제거하고 바이러스만 농축했다. 핵산 추출을 통해 130만개의 염기서열 조각을 얻었고 이 가운데 25개의 항생제 내성 유전자를 찾아냈다.

연구팀은 베타락탐 분해 핵심서열을 지닌 4개의 유전자를 대장균에 적용한 결과, 해당 대장균은 여러 베타락탐계 항생제에 내성을 보였다고 밝혔다. 바이러스에 베타락탐 분해효소가 존재한 것이다.

연구진은 “앞으로 이 항생제 내성 유전자가 실제 병원성 세균에 전달될 수 있는지 숙주세균에 대한 추가 연구가 필요하다”며 “바이러스인 파지에서 유래한 항생제 내성 유전자가 존재하고 전파가능성을 배제할 수 없는 만큼, 항생제 내성 유전자 이동을 추적하기 위해 파지 유전체에 대해 모니터링할 필요가 있다”고 설명했다. 이번 연구성과는 국제학술지 ‘마이크로바이옴’에 게재됐다.