KBSI, 항바이오필름 실시간 분석 기술 구현...슈퍼박테리아 치료제 개발 길 열다

3차원 홀로토모그래피를 활용한 히루니핀 2의 항바이오필름 효과

국내 연구진이 새로운 실시간 항균 및 항바이오필름 활성 분석 기술로 신규 항균 펩타이드를 발굴했다. 다제 내성균, 슈퍼박테리아 감염병 치료제 개발 및 작용 기전 규명에 기여할 전망이다.

한국기초과학지원연구원(KBSI·원장 양성광)은 3차원 홀로토모그래피 기술을 이용해, 살아 있는 슈퍼박테리아 항균 및 항바이오필름 활성을 실시간 확인했다고 25일 밝혔다.

이로써 거머리 유래 천연 항생물질인 히루니핀 2를 발굴했으며, 신규 내성균 치료제로서의 가능성을 입증했다.

이성수 호남권센터 박사, 신송엽 조선대 의대 교수, 조성진 충북대 생물학과 교수 공동연구팀이 이룬 성과다.

기존 3차원 홀로토모그래피 기술은 박테리아를 추적해 항균 기전을 분석하는 이미징 기법으로, 한 번 실험에서 단일 물질 실시간 분석만 가능했다.

이번 연구에서는 다량의 샘플을 동시 분석할 수 있는 'ODT-HTS' 기술을 도입, 신규 항생물질 발굴부터 항균 효과 검증까지 실시간 이미징 정량 분석했다. 항바이오필름 효과까지 실시간으로 분석해 슈퍼박테리아 작용 기전을 폭넓게 규명했다.

공동연구팀은 약용 참거머리 침샘 전사체 데이터베이스를 인공지능(AI) 기반으로 예측 분석해 항균 펩타이드 구조 안정성, 항균 및 항염증 특성 등을 평가했다. 그 결과 19개 신규 천연 항생물질 후보를 발굴했다.

ODT-HTS 분석으로 항균 효과를 입증한 3개 최종 후보를 선별, 항균 및 항바이오필름 활성을 추가 확인해 히루니핀 2를 발굴했다.

이성수 박사팀은 ODT-HTS 기술을 활용해 슈퍼박테리아 생성 바이오필름의 실시간 성장을 무표지 3차원 홀로토모그래피 이미징으로 관찰했다. 또 굴절률, 부피, 질량 등 정량 변화를 분석해 히루니핀 2가 바이오필름을 파괴하는 과정을 실시간으로 확인했다.

이성수 박사는 “이번 연구는 국내 천연자원 데이터베이스와 국산 3차원 홀로토모그래피 기술을 결합해 내성균 치료제 개발 가능성을 제시한 독창적인 연구”라며 “향후 신규 항생제 개발 및 슈퍼박테리아 연구에 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

연구는 어드밴스드 사이언스 온라인판에 13일 게재됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com

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