조선대-충북대-KBSI, 한국산 거머리로부터 다제내성 슈퍼박테리아 잡는 천연 항균 펩타이드 발굴

조선대-충북대-KBSI 호남권 센터 공동 연구 결실

다제내성 아시노박터 바우마니균 감염증 치료 가능성 제시

다학제 화학분야 최상위 학술지 ‘Advanced Science’게재

 국내 연구진이 새로운 실시간 항균 및 항바이오필름* 활성 분석 기술을 통해 약용 참거머리(Hirudo nipponia)*의 타액선으로부터 다제내성 슈퍼박테리아를 잡는 새로운 천연 항균 펩타이드를 발굴했다. 이번 연구는 다제내성 슈퍼박테리아*에 의한 감염병 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다.

 조선대학교(총장 김춘성) 의과대학 의예과 신송엽 교수, 충북대학교(총장 고창섭) 생물학과 조성진 교수, 한국기초과학지원연구원(원장 양성광, 이하 KBSI) 호남권 센터 이성수 박사로 구성된 공동연구팀은 다제내성 슈퍼박테리아에 대해 강력한 항균 활성을 지닌 새로운 천연형 항균 펩타이드 히루니핀 2 (Hirunipin 2)를 발굴했다.

 연구팀이 발굴한 천연 항생물질인 히루니핀 2 (Hirunipin 2)는 다제내성 아시네토박터 바우마니균 (Multidrug-resistant Acinetobacter baumannii)*을 포함한 다양한 다제내성균에 대해 우수한 항균활성 및 항바이오필름 활성이 검증되어 신규 다제내성균 치료제로서의 가능성을 입증했다.

 히루니핀 2 (Hirunipin 2)는 실시간 3차원 홀로토모그래피(ODT)* 기술을 사용한 AI-기반 항균 펩타이드 예측분석 기술을 통해 약용 참거머리의 침샘 전사체의 분석으로 발굴되었으며, 굴절률 정보 기반 정량 정보를 활용한 3차원 홀로토모그래피 기술을 이용해, 살아 있는 슈퍼박테리아의 항균 및 항바이오필름 활성을 실시간으로 확인했다.

히루니핀 2 (Hirunipin 2)는 그람음성균, 특히 다제내성 아시네토박터 바우마니를 포함한 다양한 다제내성균에 대해 강력한 항균활성을 발휘하며, 다제내성균의 세포막을 타킷으로 항균활성을 나타내므로 내성을 유도할 가능성이 낮아 기존의 항생제 내성 문제를 해결하는 데 기여할 것으로 전망된다.

 또한 히루니핀 2 (Hirunipin 2)는 기존 항생제와의 혼합사용시 항생제의 항균활성 상승의 시너지효과를 나타내어 항생 보조제 (antibiotic adjuvante)로서의 역할도 기대된다.

본 연구는 교육부와 한국연구재단이 지원하는 지역우수과학자지원사업 및 G-램프(LAMP)사업과 과학기술정보통신부와 연구재단이 지원하는 글로벌 선도연구센터(MRC)의 지원으로 수행되었으며, 이번 연구 성과는 다학제 화학분야 최상위 국제학술지인‘Advanced Science’誌 온라인판에 2025년 3월 13일 게재되었다.

 논문명은 ‘Novel Leech Antimicrobial Peptides, Hirunipins: Real-Time 3D Monitoring of Antimicrobial and Antibiofilm Mechanisms Using Optical Diffraction Tomography [IF=14.3, 조선대 S. Dinesh Kumar(공동제1저자), KBSI 박정원(공동제1저자), 조선대 Naveen Kumar Radhakrishnan(공동제1저자), 충북대 Yam Prasad Aryal(공동제1저자), KBSI 이성수(공동교신저자), 조선대 신송엽(공동교신저자), 충북대 조성진(공동교신저자)]’ 이다.

*용어 설명

1. 항바이오필름 : 바이오필름은 다제 내성균을 포함한 세균이 형성하는 보호막으로, 항생제 내성을 높이는 주요 요인임. 항바이오필름은 이 보호막을 분해하거나 형성을 방해함으로써 감염 치료 및 항균제 개발에 중요한 역할을 한다.

2. 약용 참거머리(Hirudo nipponia): 거머리과 거머리속의 환형동물로, 항응고제 역할을 하는 분비 단백질인 히루딘을 포함한 다양한 성분을 타액선을 통해 분비하는 것으로 알려져 있다.

3. 다제내성슈퍼박테리아 : 기존의 다양한 항생제에 내성을 가진 고위험성 세균으로 감염병을 일으킬 수 있음. 항생제의 오남용으로 인해 발생할 수 있으며, 새로운 치료물질 개발이 시급하다.

4. 다제내성 아시네토박터 바우마니균 : 카바페넴, 아미노글리코사이드, 퀴놀론 등 다양한 항생제에 내성을 가진 세균으로, 특히 병원 내 감염과 관련이 많다.

5. 3차원 홀로토모그래피 : 살아있는 시료를 통과한 빛에 의한 굴절률 등의 물리량을 컴퓨터 연산을 통해 입체화하여, 시료의 역동적인 변화를 표지없이 관찰할 수 있는 기술

*사진별첨.

1. 천연물 유래 신규 항생물질 히루니핀 2 발굴 및 효용성 검증
(참거머리 침샘 등의 전사체 분석부터 ODT-HTS를 통한 검증까지의 히루니핀 2 발굴 과정과 항균, 항바이오 필름, 항염증 활성 확인과 기존 항생제와의 병용 처리에 대한 시너지 효과 확인을 통해 신규 항생물질의 효능을 직접적으로 규명)

2. 논문 표지 이미지(Advanced Science 저널 Volume 12, Issue 10 내 Frontispiece Cover Image)

3. 공동연구자 사진. (왼쪽부터) KBSI 박정원 학생연구원 (공동제1저자), KBSI 이성수 책임연구원(공동교신저자), 조선대 신송엽 교수(공동교신저자), 충북대 조성진 교수(공동교신저자), 조선대 S. Dinesh Kumar 박사 (공동제1저자)