극한 환경서 수십억년 버틴 古세균, 슈퍼세균 잡는다

작성일 08-12

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 美연구진, 고세균에서 항생제 후보물질 찾아 기존 항생제 듣지 않는 내성균들에 효과 확인 
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 <img alt="고세균이 처음 발견된 미국 옐로스톤 국립공원의 그랜드 프리즈매틱 온천(Grand Prismatic Spring) 모습./미국 국립공원관리청(National Park Service)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/12/chosunbiz/20250812180139056tihy.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="Y0tDb9TNAL" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/12/chosunbiz/20250812180139056tihy.jpg" width="658">
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 고세균이 처음 발견된 미국 옐로스톤 국립공원의 그랜드 프리즈매틱 온천(Grand Prismatic Spring) 모습./미국 국립공원관리청(National Park Service)
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 지구의 극한 환경에서 수십억년을 버텨온 미생물 ‘고세균(古細菌, Archaea)’이 항생제 내성을 극복할 열쇠가 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
 미국 펜실베이니아대 화학생물공학과의 세사르 데 라 푸엔테(César de la Fuente) 교수 연구진은 “인공지능(AI)을 활용해 고세균 단백질에서 차세대 항생제 후보물질을 찾아냈다”고 12일 국제 학술지 ‘네이처 미생물학(Nature Microbiology)’에 발표했다.
 고세균은 뜨거운 산성 온천이나 심해의 온천인 열수(熱水) 분출구, 소금 호수 등 극한 환경에서 사는 미생물이다. 고세균은 세균(박테리아)과 같이 세포핵이 없는 원핵생물이지만, 유전 구조와 세포막, 대사 과정 등이 근본적으로 달라 따로 분류된다.
 연구진은 고세균 233종의 단백질 서열을 AI 프로그램 ‘APEX 1.1’로 분석해 1만2000여 개의 항생제 후보물질을 발견했다. 고세균에서 나온 항생제라고 ‘아케아신(archaeasin)’이라는 이름이 붙었다.
 아케아신은 기존 항균 펩타이드(단백질 조각)와 달리 전기적 성질 분포에서 차이를 보였다. 그중 다시 추려낸 아키아신 80종을 실제 병원성 세균에 적용한 결과, 93%가 최소 한 종 이상의 세균 성장을 억제했다.
 특히 3종은 동물실험에서 기존 항생제에 내성(耐性)을 가진 병원균의 확산을 효과적으로 막았다. 한 종은 현재 다른 항생제가 듣지 않을 때 마지막에 쓰는 항생제인 ‘폴리믹신 B’와 유사한 치료 효과를 보였다.
 연구진은 고세균이 극한 환경에서 생존하기 위해 생화학적 방어 기전을 진화시켰으며, 이 과정에서 항균 물질을 만들어내는 능력도 함께 발전했을 것으로 보고 있다. 푸엔테 교수는 “항생제 내성균이 급증하는 상황에서 전통적 출처가 아닌 고세균처럼 새로운 생명 영역에서 약을 찾아내는 노력이 절실하다”고 했다.
 항생제는 1928년 영국의 세균학자인 플레밍이 처음 개발했다. 푸른곰팡이에서 찾은 페니실린이다. 항생제는 이후 발전을 거듭하며 수많은 인명을 구했지만, 최근에는 어떤 항생제도 듣지 않는 이른바 슈퍼박테리아들이 등장해 큰 문제가 됐다. 국립보건연구원에 따르면 전 세계에서 항생제 내성으로 인한 사망자가 연간 70만 명에 이르며 , 2050년에는 1000만명에 달할 것으로 예상된다.
 드 라 푸엔테 교수는 “그동안 항생제 후보물질 탐색은 주로 곰팡이, 세균, 동물에 집중됐지만, 고세균이라는 미지의 생명 영역은 거의 연구되지 않았다”며 “AI가 이 새로운 영역을 탐험하는 데 큰 역할을 하고 있다”고 말했다.
 앞으로 연구진은 AI를 더욱 발전시켜 아키아신의 단백질 구조에 대한 예측 정확도를 높이겠다고 밝혔다. 이미 밝힌 아키아신들의 안전성과 효능을 검증하고 장차 인체 대상 임상시험까지 추진할 계획이다.
 참고 자료
 Nature Microbiology(2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41564-025-02061-0
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