인간의 장(腸)에서 새로운 미생물 발견

고세균(Archaea)은 미생물 군집에서 이전에는 과소평가되었던 역할을 할 수 있다.

새로운 룸메이트:

과학자들은 우리 장에서 이전에 알려지지 않았던 미생물을 발견했다. 그것은 박테리아가 아니라 고세균의 일종이다. 메타노브레비박터 인테스티니(Methanobrevibacter intestini)라는 종은 고균 종 메타노브레비박터 스미시(Methanobrevibacter smithii)의 새로 발견된 변종과 유사한 메탄가스를 생성한다. 이러한 연구 결과는 우리의 장내 세균총이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 큰 정도로 고세균의 영향을 받는다는 것을 보여준다.

▲ 생물학자들은 이전에 알려지지 않았던 고세균 종인 메타노브레비박터 인테스티니(Methanobrevibacter intestini)와 더불어 인간의 장에 서식하는 또 다른 종을 발견했다. © Weinberger et al./ Evolotionary Mivrobiology /CC-by 4.0

우리의 소화관에는 수조 마리의 미생물이 살고 있다. 이는 우리 몸의 세포 수보다 많은 수다. 그러나 사람마다 다른 박테리아, 바이러스, 균류, 고균 등의 미생물 군집은 우리 안에 수동적으로 거주하는 것이 아니라 식욕, 음식 선호도, 심지어 기분을 포함하여 우리 삶의 여러 영역에 영향을 미친다.

장내 고세균 군집의 증가

그라츠 의대의 빅토리아 와인버거가 이끄는 연구진은 우리 장의 또 다른 작은 거주자를 발견했다. 이것은 이전에 알려지지 않은 메탄을 생성하는 고세균종이다. 연구진은 "메타노브레비박터 인테스티니"라는 이름의 새로운 종이 미국인의 대변 샘플에서 발견되었다고 보고했다.

고세균은 박테리아와 진핵생물과 함께 생명의 세 가지 영역 중 하나를 형성한다. 단세포 생물은 현미경으로 보면 박테리아와 비슷해 보이지만 세포막의 구조와 대사 경로 등 많은 근본적인 특징이 다르다. 고균은 처음에는 온천이나 소금 호수와 같은 극한의 서식지에서 발견되었지만, 이 작은 생물이 특히 장에서 인간의 신체에도 서식한다는 것이 이제 분명해졌다.

▲ Methanobrevibacter smithii DSM 861(=PST), Methanobrevibacter smithii DSM 2375(=ALI), Methanobrevibacter smithii GRAZ-2 및 WWM1085의 주사 전자 현미경 사진. (출처:관련논문 Expanding the cultivable human archaeome: Methanobrevibacter intestini sp. nov. and strain Methanobrevibacter smithii ‘GRAZ-2’ from human faeces / Published: 16 April 2025 / International Jurnal of Systematic And Evolutionary Microbiology)

신비한 퍼즐 조각

수석 저자인 크리스틴 모이슬-아이힝거(Christine Moissl-Eichinger)는 "고세균은 오랫동안 간과되어 왔다"며 "이들은 장 기능, 미생물 가스 균형, 심지어 특정 질병의 발병이나 진행에 중요한 역할을 할 수 있다"고 설명했다. 따라서 메타노브레비박터 인테스티니의 발견은 인간 미생물 군집의 기능적 이해를 위한 또 다른 퍼즐 조각을 제공한다.

길이가 최대 0.54㎛(마이크로미터), 너비가 0.43㎛인 이 미생물이 우리 장에서 정확히 어떤 역할을 하는지는 아직 불분명하다. 알려진 바는 메타노브레비박터 인테스티니가 보통 쌍으로 존재하거나 짧은 사슬로 존재하며 35~39℃의 온도와 pH5.5~7.5의 값에서 가장 편안함을 느낀다는 것이다.

연구진은 또한 새로 발견된 고세균종은 수소와 이산화탄소에서 메탄을 생산하고 놀라울 정도로 많은 양의 석신산염도 생성한다고 보고했다. 이 대사산물은 숙신산이라고도 불리며, 인체의 염증 과정과 관련이 있다.

*숙신산:카복시기가 두 개 들어 있는 이염기산의 하나. 무색의 고체로, 호박(琥珀)이나 갈탄을 건류하거나 주정 발효를 하여 얻는다. 신맛이 나고, 물이나 알코올에 조금 녹는다. 화학식은 HOOCCH2CH2COOH.

▲ GRAZ-2의 주사전자현미경 사진 © Weinberger et al./ 진화 미생물학 /CC-by 4.0

또 다른 균주 발견

와인버거와 그의 동료들은 메타노브레비박터 인테스티니 외에도 이미 알려진 장내 고세균 종인 메타노브레비박터 스미시의 새로운 균주를 발견했고, 이를 "GRAZ-2"라고 명명했다. 그것은 42세의 건강한 유럽 여성의 대변 샘플에 숨겨져 있었다. 추가 연구에 따르면, GRAZ-2는 포름산을 생성하여 다른 장내 미생물의 에너지 대사를 방해할 가능성이 있다. 그러나 고세균 균주가 우리 숙주에 미치는 영향은 아직 알려지지 않았다.

(Evolutionary Microbiology, 2025; doi: 10.1099/ijsem.0.006751)

출처: Medizinische Universität Graz