5천 년 동안 얼어붙었던 박테리아가 '슈퍼박테리아'로 밝혀져

동굴에서 해동된 박테리아, 10가지 현대 항생제에 내성 

얼음 속 위험?

5천 년 동안 얼어붙었던 박테리아가 다제내성 '슈퍼박테리아'로 밝혀졌다. 루마니아의 한 얼음 동굴에서 발견된 이 미생물은 10가지 현대 항생제에 내성을 보이며, 유전체 내에 100개 이상의 내성 유전자를 보유하고 있다. 여기에는 결핵이나 패혈증과 같은 심각한 감염병 치료제뿐만 아니라 중요한 예비 항생제도 포함된다. 따라서 빙하가 녹으면서 새로운 항생제 내성이 생겨날 수 있지만, 동시에 새로운 항생제 개발의 가능성을 열어줄 수도 있다.

▲ 루마니아 스카리쇼아라 빙굴에서 연구진은 5,000년 동안 얼어붙어 있던 박테리아가 10가지 현대 항생제에 내성을 보이는 것을 발견했다. © Paun V.I.

빙하, 동굴, 영구동토층의 얼음은 타임캡슐과 같다. 수천 년 전의 생물들이 얼어붙어 있으며, 해동되면 다시 살아날 수 있다. 불과 몇 달 전, 연구진은 알래스카 얼음 속에 약 4만 년 동안 보존되어 있던 박테리아를 되살리는 데 성공했다. 윤충류, 선충류, 바이러스 또한 영구동토층에서 발견되어 다시 살아났다.

스카리쇼아라(Scarisoara) 얼음 동굴에서 박테리아 발견

도대체 과거 세계의 미생물이 다시 깨어나는 것은 얼마나 위험할까? 이론적으로 얼음에는 고대의 알려지지 않은 질병을 일으키는 병원균이 존재할 수 있다. 기후 변화로 인해 산악 빙하와 영구동토층이 녹으면 치명적인 위협이 될 수 있다. 얼음 속 미생물이 무해하더라도 또 다른 위험이 있다. 고대의 유전자와 능력을 생태계에 유입시켜 현재의 병원균에 전달할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 내성 유전자 같은 것이다.

루마니아 과학 아카데미의 크리스티나 푸르카레아(Cristina Purcarea) 연구팀은 이러한 위험이 얼마나 현실적인지 조사하기 위해 루마니아 북서부에 위치한 스카리쇼아라 얼음 동굴에서 25m 길이의 얼음 코어를 추출했다. 이 동굴에는 최대 1만3천 년 된 지하 얼음이 저장되어 있다. 연구팀은 실험실에서 이 얼음 속에 얼어붙은 박테리아 균주를 분리하여 10가지 계열의 28가지 현대 항생제에 대한 반응을 테스트했다.

▲ 스카리소아라 빙굴의 얼음을 뚫는 모습. © Itcus C.

10가지 항생제에 내성

결과적으로, 동굴 얼음에서 분리된 한 박테리아는 특히 높은 내성을 보였다. 푸르카레아는 "스카리소아라 얼음 동굴에서 분리된 사이크로박터(Psychrobacter) SC65A.3 균주는 오랜 역사를 지녔음에도 불구하고 수많은 현대 항생제에 내성을 보인다"고 보고했다. 이 박테리아는 테스트한 28가지 항생제 중 10가지에 내성을 나타냈다. 효과가 없었던 항생제에는 폐, 요로, 피부 감염 또는 패혈증 치료에 사용되는 트리메토프림(Trimethoprim), 클린다마이신(Clindamaycin), 메트로니다졸(Metronidazol)이 포함된다.

결핵과 나병 치료에 사용되는 리팜피신(Rifampicin), 광범위 항생제인 반코마이신(Vancomysin), 그리고 예비 항생제로 여겨지는 플루오로퀴놀론계(Fluorchinolon) 항생제인 시프로플록사신(Ciprofloxacin) 또한 이 얼음 동굴 미생물에 효과가 없었다. "우리가 내성을 발견한 10가지 항생제는 임상에서 심각한 세균 감염 치료에 흔히 사용되는 항생제다"고 푸르카레아는 말했다. 사이크로박터(Psychrobacter) 속 세균은 사람이나 동물에게 감염을 일으킬 수 있지만, 일반적으로 비교적 무해한 것으로 여겨진다.

100개 이상의 내성 유전자

동굴 얼음에서 발견된 다제내성 미생물은 현대 의학 시대 이전에도 항생제 내성이 존재했음을 보여준다. "사이크로박터 SC65A.3과 같은 미생물 연구는 현대 항생제가 사용되기 훨씬 이전부터 환경에서 항생제 내성이 자연적으로 어떻게 발달해 왔는지를 보여준다"고 연구자는 설명했다. 이 세균은 저온에 적응한 미생물이 내성 유전자의 좋은 저장소가 될 수 있음을 시사한다.

더욱 우려스러운 점은 동굴 얼음에서 분리된 이 세균 균주가 100개 이상의 다양한 내성 유전자를 함유하고 있다는 것이다. 이 유전자들은 세균이 항생제의 효과를 회피할 수 있도록 하는 세포 구성 요소 또는 과정의 설계도다. "만약 얼음이 녹으면서 이러한 미생물이 방출된다면, 이 유전자들이 현대 세균으로 전이되어 항생제 내성이라는 전 세계적인 문제를 더욱 악화시킬 수 있다"고 푸르카레아는 경고한다.

하지만 잠재적인 치료제로서의 유전자도 발견했다.

연구진은 사이크로박터 SC65A.3의 게놈에서 다른 박테리아, 곰팡이, 바이러스를 죽이거나 성장을 억제할 수 있는 유전자 11개를 발견했다. 푸르카레아 연구원은 "이 박테리아는 여러 중요한 항생제 내성 '슈퍼박테리아'의 성장을 억제할 수 있으며, 생명공학적 잠재력이 큰 중요한 효소 활성을 보였다"고 보고했다. 또한, 그와 연구팀은 이 박테리아 게놈에서 아직 기능이 알려지지 않은 유전자 약 600개를 추가로 확인했다.

이는 새로운 약물, 심지어는 새로운 항생제의 유전자가 이러한 고대 박테리아에 잠재되어 있을 가능성을 열어준다. 푸르카레아 연구원은 "이 박테리아들은 새로운 항생제, 산업용 효소, 그리고 다른 생명공학적 혁신에 영감을 줄 수 있는 독특한 효소와 항균 화합물을 생성한다"고 설명했다. 항생제 내성이 증가하는 세상에서 이러한 잠재력은 점점 더 중요해지고 있다.

연구원은 "이러한 고대 박테리아는 과학과 의학에 매우 중요하다"며, "통제되지 않은 확산의 위험을 최소화하기 위해서는 실험실에서 신중한 취급과 안전 조치가 필수적이다"고 주의가 필요하다며 강조했다.

참고: Frontiers in Microbiology, 2026; doi: 10.3389/fmicb.2025.1713017)

출처: Frontiers