결핵은 여전히 전 세계에서 치명적인 감염병이며 치료는 오랫동안 항생제 리팜피신에 크게 의존해 왔습니다. 리팜피신에 대한 내성이 증가하면서 리팜피신 한 가지 기작에만 의존하는 데 한계가 드러났습니다. 리팜피신은 세균의 DNA를 RNA로 전사하는 효소인 RNA 중합효소(RNAP)에 결합해 작용합니다.
Nature Microbiology에 실린 새 연구는 리팜피신과 같은 경로지만 다른 단계에서 작용하는 탐침 화합물 AAP-SO2를 결합하는 접근을 보고합니다. AAP-SO2는 RNAP의 다른 부위에 직접 결합해 전사의 연장 단계(elongation)를 특이적으로 느리게 합니다. 따라서 두 약물은 같은 경로의 서로 다른 단계를 차단하는데, 연구팀은 이를 '수직적 억제(vertical inhibition)'라고 명명했습니다.
연구는 또한 흔한 내성 돌연변이 βS450L의 작용을 설명합니다. 이 돌연변이는 세균이 리팜피신을 피하도록 돕지만 RNAP의 전사를 느리게 하고 정지를 자주 일으키므로 약점이 됩니다. AAP-SO2는 이 약점을 이용해 βS450L 균주를 배양에서 사멸시키고 집단에서 해당 돌연변이를 제거해 세균이 다시 리팜피신에 취약해지게 만들었습니다. 액체 배양 실험에서는 두 약물이 가법적 효과를 보였으나, 휴면 상태의 군집을 모사한 토끼 모델에서는 상승적 효과를 보였고 연구진은 AAP-SO2 추가 시 리팜피신 효능이 약 30배 증가한 것으로 추정했습니다.
AAP-SO2는 개념 증명을 위한 탐침 화합물로 개발되었으므로 다음 단계는 더 안정한 유도체 개발입니다. 연구팀은 이중 억제 전략에 대해 잠정 특허를 출원했으며 논문 저자로 Elizabeth Campbell, Vanisha Munsamy-Govender, Barbara Bosch, Jeremy Rock 등이 인용되었습니다. 연구는 Rockefeller University에서 보도되었고 Nature Microbiology에 게재되었습니다.
어려운 단어·표현
- 내성 — 약이나 환경을 견디는 성질내성이
- RNA 중합효소 — DNA를 RNA로 전사하는 세균의 효소RNA 중합효소(RNAP)
- 전사 — DNA 정보를 RNA로 옮기는 과정
- 연장 — 전사 과정에서 RNA가 길어지는 단계연장 단계(elongation)
- 수직적 억제 — 같은 경로의 다른 단계를 동시에 막는 방법수직적 억제(vertical inhibition)
- 돌연변이 — 유전자에 일어난 염기 서열 변화
- 배양 — 미생물을 실험실에서 키우는 과정 방법배양에서
- 가법적 — 두 약의 효과가 단순히 더해지는 상태가법적 효과
팁: 글에서 강조된 단어에 마우스를 올리거나 포커스/탭하면, 읽거나 들으면서 바로 간단한 뜻을 볼 수 있습니다.
토론 질문
- 수직적 억제 전략은 항생제 내성 문제를 어떻게 바꿀 수 있을까요? 이유를 설명하세요.
- 연구에서 액체 배양과 동물 모델에서 다른 효과가 나온 이유로 어떤 점을 생각할 수 있습니까?
- 새로운 유도체를 개발할 때 연구진이 고려해야 할 장점과 위험은 무엇일까요?
