한 번에 14개로 분열하는 별난 세균, 사실은 ‘이곳’에 있었다(연구)

[서울신문 나우뉴스]

한 방향으로 성장하며 분열하는 코리네박테리움. Credit: Chimileski, Scott et al, PNAS, 2024

인간을 포함해 지구상 모든 생명체는 부모로부터 태어난다. 눈에 보이지 않는 작은 미생물도 예외 없이 부모 세포로부터 자식 세포가 태어난다. 다만 하나의 세포가 둘로 분리되는 세포 분열을 통해 자식을 얻는다는 것이 다를 뿐이다.

그런데 일부 세균들은 한 번에 두 개 이상으로 분열하는 경우도 있다. 최근 미국 해양 생물학 연구소 (Marine Biological Laboratory, MBL)의 과학자들은 한 번에 최대 14개의 세포로 분열하는 세균을 발갼했다. 더 놀라운 사실은 이 세균이 깊은 바다나 열대우림에 사는 특이한 세균이 아니라 우리 입안에 사는 세균이라는 점이다.

해양 생물학 연구소의 스콧 치밀스키가 이끄는 연구팀은 흔한 구강 내 세균 중 하나인 코리네박테리움 마트루초티 (Corynebacterium matruchotii)을 연구했다.

이 세균은 길쭉한 형태가 특징으로 여럿이 모여 있으면 마치 실타래처럼 얽혀 있다. 이런 구조 때문에 코리네박테리움은 다른 세균이 달라붙을 수 있는 지지대 역할을 하면서 생물막 형성을 촉진한다. 다시 말해 치태(플라크) 형성을 유도해 충치를 유발한다.

당연히 좋은 세균이 아니기 때문에 과학자들은 오래 전부터 코리네박테리움의 특징을 연구해 왔다. 하지만, 이 세균이 이렇게 여러 개로 분열하는지는 상상하지 못했다. 서로 뭉쳐 있어서 그냥 현미경으로 봤을 때는 몇 개인지 구분하기 어렵기 때문이다.

연구팀은 MBL의 과학자들이 2016년 개발한 CLASI-FISH (combinatorial labeling and spectral imaging fluorescent in situ hybridization)라는 고해상도 이미지 기술을 이용해 코리네박테리움의 세포 분열 과정을 관측했다.

그 결과 길이에 따라 한 번에 최대 14개의 자식 세포로 분열할 수 있다는 결론을 얻었다. 등잔 밑이 어둡다는 속담처럼 가까이 있는 세균에 대해서 우리가 더 잘 모르고 있던 셈이다.

이번 연구를 통해 과학자들은 입안 속 세균의 증식에 대해서 더 자세한 정보를 얻었다. 앞으로 이렇게 얻은 지식을 통해 치태와 치석 발생을 효과적으로 억제하고 충치를 예방할 방법을 개발하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com