항생제 내성균 잡는 신규 천연 물질 개발

안녕하십니까? 국립호남권생물자원관 최경민 도서생물융합연구실장 겸 섬야생생물소재 선진화연구단장입니다.

오늘 항생제 내성균 잡는 신규 천연물질 개발에 대한 내용을 발표하도록 하겠습니다.

먼저, 본 연구의 간략한 개요부터 말씀드리겠습니다.

제주도에 자생하는 별란말미잘에서 인공지능 기술을 활용해서 단기간에 항균 활성을 갖는 신규 '항균 펩타이드'를 도출했습니다.

별란말미잘은 촉수에 독성을 가지고 있고 우리나라 제주도 남해 지역과 독도, 울릉도 연안에 분포하는 자생생물이라 이번 연구 대상종으로 선정하였습니다.

슈도모나스 속의 대표적인 병원균인 녹농균은 피부감염, 폐렴, 패혈증 등 다양한 감염을 일으키며, 항균제 내성이 강하고 항생제 부작용의 위험이 있어 대체 항생제의 필요성이 커지고 있습니다.

이 신규 펩타이드는 녹농균에 감염된 상처 치료와 폐 질환 치료에 높은 항균 효능을 가져 녹농균의 대체 천연항생제 등 다양한 소재로 상용화될 수 있을 것으로 보입니다.

참고로 항균 펩타이드는 박테리아나 바이러스 등을 죽이거나 억제하는 짧은 단백질로 항생제 내성균의 대체 항생제로 주목받고 있는 물질입니다.

그럼 구체적인 내용에 대해서 말씀드리겠습니다.

별란말미잘의 전사체 정보에서 확보한 약 2만 8,000건의 단백질 서열 정보에서 인공지능 기술을 활용해서 약 11건의 기능성 후보군을 단기간에 도출할 수 있었습니다.

기존의 분석법에 비해 신규 생물 소재 발굴에 필요한 분석 시간을 종당 5배 정도 단축하고 80% 이상의 예산을 절감했습니다.

이들 후보 펩타이드를 실제 실험한 결과, 5건의 펩타이드에서 유의미한 실험 결과가 있었고 그중 녹농균에 항균 효과가 뛰어난 신규 항균 펩타이드를 대상으로 연구한 결과 상처 치료와 폐 질환 치료에 효과가 있어 이에 대한 특허를 출원하였습니다.

연구 결과 신규 펩타이드는 상처 치료 모델에서 녹농균 감염 치료 부위의 면적이 한 82% 정도 현저히 감소해서 기존 항생제로 알려진 폴리믹신B와 유사하게 나타났고 콜라겐과 혈관 생성을 촉진했습니다.

감염성 폐렴 모델에서도 기존 항생제와 유사하게 녹농균 형성을 81%까지 억제하며, 폐 조직 손상을 완화하고 보호하는 효과도 확인되었습니다.

따라서 이번에 확보한 신규 펩타이드는 치료가 어려운 녹농균 유래 질환의 대체 항생제로 사용할 수 있고 기존 항생제에 비해서 독성과 부작용 위험이 낮을 것으로 기대됩니다.

이번 연구는 인공지능 기술을 활용해서 단기간에 유명한 항균 펩타이드를 발굴하고 실제 치료 효과를 확인한 중요한 성과라고 보입니다.

앞으로도 혁신적인 연구를 통해서 섬생물 자원의 활용 가치를 더욱 높이도록 하겠습니다. 감사합니다.


[질문·답변]
※마이크 미사용으로 확인되지 않는 내용은 별표(***)로 표기하였으니 양해 바랍니다.

<질문> 안녕하세요? 설명 잘 들었습니다. 이번에 활용하신 AI 기술은 어떤 기법이, 정확히 어떤 기법을 사용하는지 설명을 부탁드리겠습니다.

<답변> (송하연 국립호남권생물자원관 책임연구원) 안녕하십니까? 국립호남권생물자원관 송하연 책임연구원입니다. 본 연구에 사용한 AI 기법은 기존에 항균에 굉장히 뛰어난 서열들을 모두 모아서 단기간에 유사한 서열을 찾아낼 수 있는 인공지능 기술을 사용했습니다.

<질문> ***

<답변> (송하연 국립호남권생물자원관 책임연구원) 네, 머신러닝 기법입니다.

<답변> (사회자) 더 이상 질문이 없으시면 금일 브리핑을 모두 마치겠습니다. 감사합니다.

<끝>