친구인가, 적인가? 논란의 여지가 있는 인간 장내 미생물의 진화가 밝혀진 연구

Nov 27, 2023

기생충으로 의심되는 Blastocystis는 인간 6명 중 1명에게서 발견되지만 우리 중 일부만이 병에 걸립니다.

2023년 7월 14일 질리언 러더포드

새로운 연구는 인간 장의 무산소 환경에서 번성하기 위해 진화하는 것으로 보이는 흔하지만 거의 이해되지 않은 기생충인 포배기(Blastocystis)의 역설적인 특성을 밝혀줍니다. (사진: 게티 이미지)

Blastocystis는 우리 장에서 발견되는 가장 흔한 미생물 중 하나이지만 인간 건강에 대한 역할은 잘 알려져 있지 않습니다. Blastocystis 감염은 설사, 메스꺼움, 체중 감소 및 피로를 유발할 수 있지만 일부 사람들은 미생물의 존재를 건강한 장의 징후로 간주합니다.

“지구상의 6명 중 1명은 이 질병을 갖고 있는데 그것이 당신에게 해를 끼칠 수 있는지 여부는 알 수 없습니다. 아마도 우리는 이것이 어떻게 작동하는지 알아야 할 것입니다.”라고 의학 및 치의학부의 전염병 교수이자 Blastocystis의 진화 생물학을 밝히기 위해 Current Biology에 발표된 새로운 연구의 공동 책임자인 Joel Dacks는 말합니다.

“우리는 장내 미생물군집이 인간 건강의 놀라운 조절자라는 것을 알고 있습니다. 건강할 때는 꽤 보호적인 것처럼 보이지만, 조절이 제대로 되지 않으면 모든 종류의 문제가 발생합니다.”라고 과학부 생물학 부교수이기도 한 Dacks는 말합니다.

Dacks는 영국 켄트 대학교 생명과학부 분자 및 진화 기생충학 연구소의 수석 연구원인 Anastasios Tsaousis와 함께 국제 연구팀을 공동으로 이끌고 Blastocystis가 진화론을 따르는 것처럼 보이는 방법과 이유를 이해하려고 했습니다. 질염, 아메바성 이질, 비버열을 일으키는 기생충과 같은 다른 기생충이 이미 취하고 있는 것과 유사한 경로입니다.

“그들은 모두 이 과정을 거쳤기 때문에 역사가처럼 다양한 기생충을 독립적으로 연구함으로써 공통점이 있는지 이해할 수 있습니다.”라고 Dacks는 설명합니다. “더 큰 힘은 무엇입니까? 전환은 어떻게 이루어지나요? 세포와 게놈에는 무슨 일이 일어나는가?

"기생충은 인간의 건강에 중요하기 때문에 흥미롭습니다. 또한 놀라울 정도로 이상하기 때문입니다."

Blastocystis는 인간의 신체와 식물에서 발견되는 것과 매우 유사한 진핵생물, 즉 핵을 가진 세포입니다. 이는 아일랜드 감자 기근을 일으킨 조류, 다시마 및 물곰팡이 Phytophthora infestans를 포함하는 유기체 그룹인 Stramenopila의 구성원입니다. Stramenopila는 편모에 특수한 털 같은 구조를 갖고 있어 액체 속에서 이동하는 데 도움이 되는 유기체의 후손이지만 Blastocystis에는 더 이상 구조가 없습니다. 현미경으로 보면 테니스 공처럼 보입니다. 포배낭염은 감염된 대변이나 오염된 물과의 접촉을 통해 사람에서 사람으로 전염됩니다.

연구진은 Blastocystis의 진화를 연구하기 위해 이를 매우 가까운 친척인 Proteromonas lacertae와 비교했습니다. Proteromonas lacertae는 파충류의 내장에 살고 있으며 여전히 Stramenopila 그룹의 많은 세포 특징을 가지고 있으며 이를 통해 몇 가지 중요한 사실을 밝힐 수 있었습니다. 발견.

예를 들어, 이전에는 단 3개의 유전자만이 편모를 담당하는 것으로 제안되었습니다. 두 관련 미생물의 유전자 서열을 비교함으로써 연구팀은 역할을 할 수 있는 거의 40개의 유전자를 식별했습니다. 이제 한 번에 하나씩 비활성화하여 향후 연구에서 범위를 좁힐 수 있습니다.

“우리는 지구상 산소 생산의 약 30%를 담당하는 규조류나 여전히 존재하는 균류와 같이 전 세계적으로 막대한 영향을 미치는 유기체의 기본 구조에 대한 조사의 길을 열 수 있었습니다. 심각한 작물 병원균입니다.”라고 Dacks는 말합니다.

일반적으로 연구원들은 Blastocystis가 인간의 장에 살기 위해 특화되어 있기 때문에 Proteromonaslacertae와 공통 조상으로부터 많은 유전자를 잃었다는 것을 발견했습니다. 두 미생물 모두 시간이 지남에 따라 상실된 것으로 생각되었던 또 다른 기능은 대사와 관련된 세포의 일부인 퍼옥시솜의 기능입니다. 예상대로 팀은 Blastocystis에서 퍼옥시솜의 흔적을 발견하지 못했습니다. 그러나 이를 테스트하기 위한 항체를 개발함으로써 그들은 P. lacertae에서 퍼옥시솜의 흔적을 발견했습니다. 다시 말하지만, 이것은 더 잘 이해하기 위해 추가 조사가 필요한 발견이라고 Dacks는 말합니다.