June 20,2019

장내 미생물이 A형 피 O형으로 바꿔

대변 추출 DNA로 효소 기능 바꿔

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장내 미생물에서 추출한 효소 덕분에 수혈이 더욱 쉬워질 전망이다. 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학의 스테판 위더스(Stephen Withers) 박사 연구팀은 인간의 내장에 살고 있는 효소를 이용하면, A형 혈액을 O형 혈액으로 바꿀 수 있다고 네이처 마이크로바이올로지(Nature Microbiology) 저널에 발표했다.

사람의 혈액은 A형 B형 AB형 O형 4가지가 있다. O형 혈액은 모든 사람에게 수혈할 수 있지만, 다른 혈액형은 자신과 같은 혈액형과 O형 혈액만 수혈할 수 있다. 이는 O형 혈액만이 면역거부반응을 일으키는 항원이 없기 때문이다. 예를 들어 A형 혈액형은 A형 항원이 있어서 수혈 거부반응을 유발한다.

보편적인 혈액의 공급을 늘리기 위해 과학자들은 A형 피에서 A형 항원을 제거함으로써 두 번째로 흔한 혈액형인 A형을 O형으로 변형시키려고 노력해왔다. 과학자들은 효소가 A형 혈액을 O형 혈액으로 변환할 수 있는 것을 발견했다.

수혈용 혈액 봉지 ⓒ Pixabay

수혈용 혈액 봉지 ⓒ Pixabay

그러나 과학자들의 성공은 제한된 성공이었다. 적혈구를 공격하는 혈액항원을 제거하는 효소가 그 일을 경제적으로 할 만큼 효율적이지 않기 때문이다.이 효소들을 개선하기 위해 4년 동안 연구한 위더스 박사팀은 인간의 내장 박테리아 중에서 더 나은 효소를 찾기 위해 노력했다. 이 미생물들 중 일부는 내벽에 붙어서, ‘점액’이라고 불리는 당-단백질 결합물을 ‘먹는다’고 한다. 점액의 당은 혈액형을 결정짓는 적혈구에 있는 당과 비슷하다.

연구팀의 피터 라펠드(Peter Rahfeld) 박사는 인간의 대변 샘플을 채취하여 DNA를 분리했으며,  이 DNA는 점액을 소화하는 박테리아 효소를 암호화하는 유전자를 포함하고 있다. 잘라낸 DNA 조각들을 흔히 사용되는 실험실 박테리아인 대장균의 사본에 넣었다. 연구원들은 그 중 어떤 미생물이 A형 혈액을 결정하는 당을 제거하는 능력을 가진 단백질을 생성했는지 관찰했다.

처음에는 특별한 반응이 없었으나 실험실에서 나온 두 개 효소를 테스트했을 때 희망적인 성과가 나타났다.  효소는 인간의 혈액에서도 마법 같은 일을 발휘했다. 플라보니프랙터 플라우티(Flavonifractor plautii)라는 장내 미생물에서 나온 효소를 대변에서 채취한 DNA로 변형시켰다. 이 효소를 첨가했을 때 A형 혈액형을 결정하는 당이 떨어져 나간 것이다.

의료현장에서 쓰려면 5~10년 더 걸릴 듯    

사이언스 매거진은  ”이번 연구결과는 실용성에서 매우 유망하다”라는 뉴욕 혈액센터의 적혈구 생리학자 모한다스 나라(Mohandas Narla)의 평가를 보도했다.

미국에서는 하루 약 1만6,500 리터의 헌혈된 피를 사용하며 이중 A형 혈액이 3분의 1 정도 차지한다. 이 연구결과가 실용화되면 수혈가능한 O형 혈액은 거의 두 배가 될 수 있다.

이번 발견은 과학자들이 오래 동안 혈액을 변환하기 위해 효소와 함께 연구해 온 노력의 성과이자 중요한 돌파구를 의미한다.

위더스 박사는 “연구원들이 1982년까지 혈액을 변환하기 위해 효소의 사용을 연구해왔지만, 이  새 효소는 그 일을 30배 더 잘 할 수 있다.”고 캐나다 CBC뉴스 인터뷰에서 밝혔다.

당장 A형 혈액이 O으로 바뀌려면 추가적인 작업이 필요하다. 이 미생물 효소가 의도하지 않은 다른 문제를 일으키지는 않는지 확인할 필요가 있다. 위더스 박사는 효소를 이용해서 생산한 O형 혈액이 5년에서 10년 안에 의학에 사용될 수 있다고 예상했다.

의견달기(1)

  1. 하주철

    2019년 6월 11일 7:42 오후

    혈액형을 바꿔서 혈액을 사용한다니… 매우 신기하네요 ㅎㅎ
    많은 연구원분들이 노력한 끝에 얻어질 새로운 혈액변형기술 정말 기대가 됩니다 앞으로 더 힘내주세요~~!!
    새롭고 좋은 정보를 알려준 기자님 감사합니다~~!!