일본산 연쇄상구균, 유전자 돌연변이로 더 위험한 것으로 밝혀져

오사카 대학이 이끄는 연구팀은 연쇄상구균 인후염을 일으키는 흔한 세균인 Streptococcus pyogenes에서 심각한 침습적 감염과 중요한 관련이 있는 새로운 유전자 돌연변이를 발견했습니다.

철 이온 수송체의 단일 돌연변이가 인간 혈액 내 세균 증식을 저해합니다. 일본 분리균에서만 발견되는 이 돌연변이는 새로운 병원성 기전을 시사합니다. 세계 최초의 이 발견은 치료 및 예방 분야의 새로운 잠재적 표적을 제시합니다.

연쇄상구균(S. pyogenes)은 높은 사망률을 동반한 중증 침습성 감염을 유발합니다. 일본에서는 2024년에 침습성 연쇄상구균 감염 사례가 급격히 증가했으며, 이는 새로운 치료법과 이 질병의 기전에 대한 더 깊은 이해의 필요성을 강조합니다.

새로운 연구에서는 일본과 다른 나라에서 채취한 수백 개의 S. pyogenes 샘플의 유전자를 조사하여 일부 균주를 더 위험하게 만드는 유전적 차이점을 확인했습니다.

연구팀은 첨단 팬게놈 연관 분석 기법을 사용하여 총 666종의 S. pyogenes 균주(일본산 311종, 기타 국가산 355종)에 대한 포괄적인 유전체 분석을 수행했습니다. 이 연구는 eLife 저널에 게재되었습니다.

과학자들은 이 박테리아가 심각한 감염을 유발하는 능력과 관련된 여러 유전적 변화를 발견했는데, 그중에는 이전에 보고된 적이 없는 완전히 새로운 돌연변이도 포함되어 있습니다. 이 돌연변이는 박테리아가 생존에 필요한 영양소인 철분을 흡수하는 방식에 관여하는 유전자에 영향을 미칩니다.

흥미롭게도, 이전에는 심각한 질병을 유발하는 것으로 여겨졌던 많은 유전자들이 실제로는 덜 위험한 균주에서도 발견된다는 사실도 발견했습니다. 이는 일부 균주가 유해한 유전자를 획득할 뿐만 아니라 병원성을 억제하는 유전자를 잃음으로써 더욱 위험해질 수 있음을 시사합니다.

이 연구는 특히 일본인에게서 나타나는 심각한 침습성 연쇄상구균에 대한 우리의 이해에 상당한 진전을 가져왔습니다.

"엄청난 슈퍼컴퓨터 작업과 실험적 검증을 포함한 이 대규모 분석은 돌연변이된 철 수송체를 표적으로 하는 새로운 치료법 개발에 유망한 길을 열어줍니다."라고 이 연구의 주저자인 마사유키 오노 박사는 설명했습니다.

이 연구에 사용된 팬게놈 접근법은 대규모 게놈 분석을 통해 복잡한 질병 메커니즘을 밝혀낼 수 있는 잠재력을 보여주며, 다른 감염성 질병에 대한 미래 연구를 위한 강력한 도구를 제공합니다.