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모르핀에서 페니실린에 이르기까지, 약물의 거의 절반은 자연으로부터 얻은 화학물들로부터 나온다. 암 세포들을 죽일 만큼 독성이 있는 많은 항암제들도 이에 포함된다. 이들 독성 물질들을 만드는 유기체들은 어떻게 그 해로운 영향으로부터 스스로를 지킬까? 과학자들이 이전에 알려지지 않았던 기전 mdash; 독성 물질에 결합시켜 유기체의 나머지 부분으로부터 그것을 격리시키기 위해서 세포가 이용하는 단백질 mdash;을 발견했다. 이 발견 덕분에, 우리는 이제 엔다이엔(enediyne) 항암 항생제에 대해서 이전에 알려지지 않았던 내성의 기전에 대해서 어느 정도 알게 되었다. 그 연구는 인간 암 세포가 어떻게 천연물을 기반으로 하는 화학요법들에 내성을 발달시키는지를 이해하는데 중요한 의미를 가진다. 더 나아가 미생물유전체(microbiome)가 약물 내성에서 역할을 할지도 모른다. 이 기전은 이들 약물들을 복용하는 환자들에게 임상적으로 의미가 있을 수 있어서, 더 연구하는 것이 중요하다. 살아있는 유기체가 만드는 화학물질인 천연 화합물들은 새 약물과 약물 후보의 가장 좋은 원천들 중의 하나이다. 그것들은 실험실에서 만들어지는 분자들에 비해서 엄청난 구조적 화학적 다양성을 가진다. 천연 화합물은 꽃이나 나무, 해면 동물과 같은 해양 생물로부터 나올 수 있다. 그러나 가장 흔한 자원들 중의 하나는 토양에 사는 세균이다. 엔다이엔은 토양에서 자연적으로 발견되는 방선균(actinomycetes)이라고 불리는 세균에서 나온다. 두 가지 엔다이엔 생성물은 이미 항암제로 FDA의 승인을 받아서 널리 사용되고 있다. 그러나, 그것을 복용하는 환자들은 종종 내성을 발달시킨다. 몇 개월이나 몇 년 후에, 종양이 그 화학요법에 반응하는 것을 멈추고 다시 자라기 시작할 수 있다. 어떻게 환자들이 이들 약물에 대해서 내성을 발달시키는지는 알려지지 않았지만, 과학자들이 세균이 엔다이엔 물질로부터 스스로를 보호하기 위해서 이용하는 두 가진 작용기전을 알아냈다. 항생제를 만드는 세균에 있는 자기-내성의 기전은 임상 환경에서 미래 약물 내성을 예측하고 싸우기 위한 훌륭한 모형이 된다. 그 새 연구에서, 연구자들은 이전에 발견되지 않았던 세번째 내성 기전을 보고하고 있다. 그것은 세균이 티안시마이신(tiancimycins)이라고 불리는 일종의 엔다이엔의 영향에 내성을 가지게 하는 단백질들을 암호화하는 tnmS1, tnmS3, tnmS3라고 불리는 세 가지 유전자들과 연관된다. 티안시마이신은 새로운 항암제로서 큰 잠재성을 가진다. 그 단백질들은 티안시마이신에 결합해서 그 유기체의 나머지 부분으로부터 그것을 격리시킴으로써 작용한다. 방선균에서 이 유전자들을 발견하고 그것이 어떻게 작용하는지 알아낸 후에, 그들은 이들 유전자가 다른 미생물들에 얼마나 널리 퍼져 있는지를 연구했다. 놀랍게도, 그 유전자가 방선균 이외에도, 사람의 몸에 자연적으로 살고 있는 미생물들인 인간 미생물군(microbiota)에서 흔히 발견되는 여러 미생물에 존재하는 것을 알아냈다. 그 물질을 생산하는 미생물은 그 자체의 대사물로부터 스스로를 보호하기 위해서 이들 유전자가 필요하다고 생각할 수 있다. 그런데, 다른 미생물들은 왜 이들 내성 유전자들을 가지고 있을까? 장내 미생물군이 이들 유전자의 산물을 그들의 숙주인 인간에게 전해서, 약물내성에 기여할 수도 있을 것이다. |
