홍합에서 배운다…항생제 내성균 잡는 초강력 항균 코팅 개발 [와우! 과학]

[서울신문 나우뉴스]

홍합 자료사진. 123rf

시원한 홍합탕에서 얼큰한 짬뽕까지 어떤 국물 요리에도 잘 어울리는 식재료가 홍합이다. 하지만 일부 과학자들은 홍합을 식재료 이상의 의미로 바라보고 있다. 거센 바닷물 속에서도 순식간에 바위에 몸을 고정하는 강력한 생체 접착제 때문이다.

인간이 만든 어떤 화학 접착제도 홍합의 생체 접착제처럼 거센 물살 속에서 순식간에 단단히 붙을 수 없다. 여기에 생체 조직에 무해하다는 점 때문에 홍합의 생체 접착제는 순식간에 출혈 부위를 막고 찢어진 조직을 봉합할 수 있는 신물질로 주목받았다. 하지만 홍합의 신비는 여기서 그치지 않는다. 스페인 바르셀로나 자율 대학(UAB)의 과학자들이 이끄는 연구팀은 홍합 분비물에 포함된 항균 물질에 주목했다.

홍합은 여러 개체가 빈틈없이 모여 군집을 이루는데, 이는 감염성 세균에게는 최적의 조건이다. 한 개체만 성공적으로 감염시키면 바로 옆에 다른 숙주가 무한정 널려 있어 기침이나 분변 같은 다른 수단 없이도 쉽게 전파될 수 있다.

활성 산소종을 만들어 표면에 달라붙은 세균을 공격하는 항균 코팅. 사진=Chemical Engineering Journal (2024). DOI: 10.1016/j.cej.2024.148674

따라서 홍합은 끊임없이 항균 물질을 만들어 생체 접착제와 함께 분비한다. 덕분에 웬만큼 독한 세균도 홍합을 쉽게 감염시킬 수 없다. 따라서 연구팀은 홍합이 분비하는 항균 물질인 카테콜 (catechol)과 폴리페놀 유도체를 응용한 코팅 물질을 연구했다. 연구팀에 따르면 카테콜과 폴리페놀 유도체들은 끊임없이 활성 산소종(ROS)를 만들어 세균을 공격한다. 이 물질을 강력한 생체 접착제인 홍합 분비물과 함께 사용하면 섬유와 종이의 표면에 쉽게 떨어지지 않는 방수성 항균 코팅을 만들 수 있다.

연구팀은 이 항균 코팅에 실제 세균과 곰팡이를 노출해 항균 성능이 얼마나 뛰어난 지 검증했다. 그 결과 세균의 경우 3시간 이내, 곰팡이의 경우 24시간 이내 파괴되기 시작해서 최대 99%가 사라지는 것을 확인할 수 있었다.

연구팀은 이 항균 코팅이 환자 의복과 침구류, 의료진의 가운이나 수술복, 마스크 등에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 병원 안에서 일어나는 항생제 내성균 전파는 의류나 침구류 같은 천 제품에서 자주 발생하는데, 섬유 사이 공간에 세균이 들어갈 공간이 무수히 많기 때문이다. 항균 코팅은 항생제 내성균 전파를 줄이는 데 도움이 될 수 있다.

물론 실제 상용화가 되기 위해선 뛰어난 항균성과 함께 인체에 무해하고 가격이 저렴하며 내구성이 뛰어나다는 것을 입증해야 한다. 홍합에서 한 수 배운 방법으로 인간의 생명을 구할 수 있을지 앞으로 후속 연구가 주목된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com