사람의 체내에는 100조개가 넘는 장내세균이 살고 있다. 이는 인체 전체 세포수인 10조개보다도 10배나 더 많은 수치. 그런데 어떻게 이와 같은 많은 수의 장내세균이 존재할 수 있는 것일까?

국내 연구진이 생물학계에서 미스터리로 남아 있던 장내 세균의 공생 메커니즘을 밝혀 관련 논문을 세계 최고 권위의 과학저널인 사이언스지에 발표했다.

이번 논문은 과학기술부와 한국과학재단이 지원하는 창의적연구진흥사업을 수행하는 이화여자대학교 이원재(李源宰, 40세) 교수가 교신저자로, 유지환 박사와 김성희 박사과정 학생이 공동 제1저자로 연구에 참여했으며 1월 25일에 사이언스지의 온라인판을 통해 공개될 예정이다.

이원재 교수팀이 이번에 공생 메커니즘을 밝힌 장내세균은 지구상 모든 생명체의 장에 존재한다. 장내세균의 존재는 생명체의 건강에 매우 유익한 역할을 하고 있다.

연구팀은 초파리 모델을 이용해 장내세균과 공생하기 위해 생명체의 항균 면역 시스템이 최소한으로 억제, 유지되면서 장내세균을 보호한다는 사실을 밝혔다. 또한 항균 면역 시스템 억제에는 호메오 유전자인 코달(caudal)에 의해서 조절된다는 사실 또한 규명했다.

생명체의 장에서 장내세균이 코달 유전자를 이용해 장내 면역 시스템을 억제함으로써 이들을 보호하고, 반면에 장에 나쁜 병원균들이 들어오면 면역시스템을 순간적으로 활성화해 살균작용을 한다는 결과다.

이 교수는 "장내세균과의 공생시스템이 깨질 경우에는 장내세균집단의 구조 변형 즉, 유익한 세균의 감소와 나쁜 균의 증가를 초래해 장의 염증을 유발한다는 사실을 알 수 있었다"면서 "이번 연구결과가 장내세균과의 공생관계 불균형으로 유도될 수 있는 장염증 질환 발병원인을 이해하는데 획기적으로 기여할 것"이라고 설명했다.

이원재 교수팀은 지난 2005년 장내 병원균의 제거에 관한 메커니즘 연구결과를 사이언스지에 발표한데 이어, 이번에 장내 세균과의 공생 메커니즘 연구를 또다시 사이언스지에 발표함으로써 전세계적으로 장내세균 연구 분야를 주도할 수 있을 것으로 기대되고 있다.