0:00Your browser does not support theaudio element.구글 선호 매체 등록연세대학교(총장 윤동섭) 생명시스템대학 이인석 교수 연구팀은 세계 최대 규모의 실험쥐 장내 바이러스 유전체 카탈로그를 구축하고, 장내 바이러스 정보만으로도 개체의 노화를 예측할 수 있음을 밝혔다. 이번 연구는 향후 장내 바이러스가 사람의 건강과 질환에 미치는 영향을 규명하고, 마이크로바이옴 기반 진단과 치료 기술을 개발하는 데 핵심 기반이 될 것으로 기대된다.(왼쪽부터) 연세대 생명시스템대학 생명공학과 이인석 교수, 김한준 박사과정생광고우리 몸속에는 약 100조 개 이상의 미생물이 살고 있으며, 이를 마이크로바이옴이라고 한다. 지금까지는 장내 세균이 마이크로바이옴 연구의 중심이었다. 그러나 최근에는 우리 몸속 마이크로바이옴에 세균뿐 아니라 바이러스와 진균도 포함되며, 장내에는 세균 수에 맞먹는 바이러스가 존재한다는 사실이 밝혀졌다. 이들 대부분은 사람 세포를 감염하는 바이러스가 아니라 세균을 숙주로 하는 박테리오파지(bacteriophage)로, 장내 세균을 감염시키며 세균의 증식과 기능, 유전자 교환을 조절한다. 따라서 장내 바이러스는 장내 미생물 생태계를 형성하는 핵심 구성원이며, 면역질환, 대사질환, 노화 등 다양한 질환에도 중요한 영향을 미칠 것으로 예상된다.광고이러한 중요성에 따라 미국 국립보건원(NIH)은 최근 Human Virome Program을 새롭게 시작하며 인체 바이러스 군집 연구를 국가 차원에서 본격적으로 추진하고 있다. 그러나 장내 바이러스 연구는 세균 연구에 비해 크게 뒤처져 있으며, 어떤 바이러스가 존재하는지조차 충분히 알려져 있지 않아 관련 연구의 가장 큰 걸림돌로 지적됐다.광고광고이에 착안해 연구팀은 국내외에서 확보한 2,638개의 장내 메타게놈 데이터를 분석해 109,778개의 장내 바이러스 유전체와 28,824종의 바이러스를 포함하는 세계 최대 규모의 실험쥐 장내 바이러스 유전체 카탈로그(MRGV)를 구축했다. 이는 기존 데이터베이스보다 알려진 바이러스 종 다양성을 약 68% 확대했으며, 기존 분석으로는 복원되지 못했던 수십만 개의 바이러스 유전체를 새롭게 복원해 유전체 완성도 크게 향상시켰다.광고연구팀은 구축한 카탈로그를 이용해 장내 바이러스와 장내 세균 사이의 관계를 규명하고, 사람과 생쥐 장내 바이러스의 차이를 체계적으로 분석했다. 또한 장내 바이러스 정보만으로도 생쥐의 나이를 높은 정확도로 예측할 수 있음을 확인했다. 특히 노화 예측에 가장 크게 기여한 바이러스 대부분은 기존 기술로는 발견되지 않았던 새로운 바이러스들이었으며, 이번 연구에서 새롭게 복원한 바이러스 유전체들이 노화와 관련된 중요한 생물학적 정보를 담고 있음을 보여줬다. 이는 장내 바이러스가 단순히 세균을 감염시키는 존재가 아니라 숙주의 생리 상태를 반영하는 새로운 바이오마커가 될 가능성을 시사한다.이번 연구는 앞으로 장내 바이러스를 이용해 노화, 염증성 장질환, 비만, 당뇨병, 암 등 다양한 질환을 조기에 진단하거나 치료하는 기술을 개발하기 위해서는 우선 장내에 어떤 바이러스들이 존재하는지에 대한 정확한 참조 유전체가 반드시 필요하다는 점에서 의미가 있다. 연구팀이 구축한 장내 바이러스 카탈로그는 이러한 연구를 위한 표준 참조 데이터베이스로 활용되어, 장내 바이러스의 기능과 질환 연관성을 규명하는 연구를 크게 앞당길 것으로 기대된다.광고이인석 교수는 "현재 연구팀은 세계 최대 규모의 인체 장 및 구강 바이러스 유전체 카탈로그도 구축을 완료하고 발표를 준비하고 있다"며 "인간 장내 바이러스 지도가 공개되면 앞으로 장내 바이러스를 활용한 질환 진단과 치료 연구가 크게 활성화되고, 마이크로바이옴 연구는 세균 중심에서 바이러스까지 아우르는 새로운 단계로 발전할 것으로 기대한다"고 밝혔다.이번 연구는 연세대 생명공학과 김한준 박사과정생이 단독 제1저자로 참여했으며, 연세대 변상균 교수와 미국 하버드의대 Martin Hemberg 교수가 공저자로 참여했다. 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 구강마이크로바이옴 연구센터(K-OMRC), 연세대학교 바이오센테니얼융합연구원(BCCI)의 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 7월 21일 온라인 게재됐다.<이 기사는 연세대학교에서 제공한 정보기사로 한겨레의 의견과 다를 수 있습니다.>