클로스트리디움 디피실, 독성 물질을 영양분으로 전환해 생존력 높인다
클로스트리디움 디피실(C. diff)은 항생제 사용 후 급증하는 감염성 설사의 주요 원인입니다.
최근 연구에 따르면 이 균은 일반 장내 미생물이 해롭다고 여기는 독성 화합물을 오히려 에너지원으로 활용하며 장내에서 경쟁우위를 차지하는 것으로 밝혀졌습니다.
독성 물질을 역이용하는 생존 전략
4-티오우라실, 일부 채소에서 유래
밴더빌트 대학 의료센터 연구팀은 C. diff가 ‘4-티오우라실’이라는 화합물을 우라실로 전환해 생장에 이용하는 과정을 밝혔습니다. 이 물질은 브로콜리 등 십자화과 채소에서 유래될 수 있으며, 일반 미생물에게는 RNA 손상을 유발하는 독소로 작용합니다.
하지만 C. diff는 ‘TudS(thiouracil desulfurase)’라는 특수 효소를 통해 이 물질을 해독하고 영양분으로 전환할 수 있습니다.
항생제 치료 후 더욱 유리한 조건
장내 미생물 다양성 감소가 기회가 되다
TudS 효소는 항생제로 인해 장내 유익균이 줄어든 환경에서 특히 빛을 발합니다.
대부분의 장내 미생물이 없어져 경쟁이 줄어들기 때문에 C. diff가 장내 공간을 장악하기 쉬워집니다.
실제 쥐 실험과 미니바이오리액터 모델에서도 TudS가 효율적으로 작동함이 입증되어, 이 생존 메커니즘이 생체 내에서도 작용함이 확인됐습니다.
새로운 치료 전략의 가능성
TudS만 겨냥하면 유익균은 보존
흥미로운 점은 TudS가 사람은 물론 일반적인 장내 세균에는 존재하지 않는다는 사실입니다.
이를 활용하면 C. diff만 선택적으로 제거할 수 있는 치료제가 개발될 수 있습니다.
또한 연구팀은 TudS를 지닌 유익한 박테리아를 활용해 C. diff의 활성을 낮추는 ‘차세대 프로바이오틱스’ 방안도 제안했습니다.
4-티오우라실, 식단과의 연관성은?
사람 체내에서도 검출…하지만 위험은 제한적
4-티오우라실이 정확히 어떻게 사람 장 내에 도달하는지는 아직도 연구 중입니다.
다만 가축 실험에서는 십자화과 채소 섭취 후 이 물질의 농도가 증가한 사례가 보고돼, 인간의 식단도 영향을 줄 수 있음을 시사합니다.
하지만 건강한 장내 환경에서는 이 물질이 미치는 영향이 크지 않을 수 있어, 모든 사람에게 위험하다고 볼 수는 없습니다.
핵심 요약
- C. diff는 4-티오우라실을 해독해 영양분으로 전환하는 TudS 효소를 보유하고 있음
- 대부분의 장내균은 이 물질에 손상되지만, C. diff는 오히려 생존에 이용
- TudS를 겨냥한 치료제나 프로바이오틱스 전략이 새로운 치료 옵션으로 부상
- 4-티오우라실은 식단을 통해 사람 체내에도 유입될 가능성이 있지만, 건강한 장내 미생물 환경에서는 영향이 제한적임
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