장내미생물도 종다양성이 중요하다!

장내미생물도 종다양성이 중요하다!

급속한 기후변화와 환경파괴로 많은 생물종이 사라지면서 생태계의 종다양성을 유지해야 한다는 목소리가 높다. 심지어 농사도 넓은 땅에 한 작물만 심지 말고 체스판처럼 교대로 여러 작물을 심으라고 조언하기도 한다. 그런데 이런 종다양성의 중요성이 우리 장 속에 살고 있는 장내미생물에도 해당한다는 사실이 밝혀졌다. 이들의 다양성 여부에 영향을 받는 건 물론 사람이다.

학술지 ‘네이처’ 8월 29일자에는 장내미생물 종다양성에 대한 논문 두 편과 그 의의를 설명하는 해설이 실렸다. 합쳐서 12쪽이나 되니 꽤 큰 비중으로 다룬 것이다. 프랑스 국립농학연구소(INRA)를 비롯해 세계 28개 기관이 참여한 대형 프로젝트의 결과인 첫 번째 논문은 비만이 아닌 사람 123명과 비만인 사람 169명의 분변을 채취해 장내미생물 다양성을 분석한 결과다.  

이들은 ‘정량적 메타유전체학(quantitative metagenomics)’이라는 방법을 써서 분변 속 장내미생물의 다양성을 추측했다. 즉, 박테리아 종을 일일이 확인할 수 없으므로 DNA분석 결과 확인된 유전자의 숫자를 종다양성의 지표로 삼는 방법이다. 그 결과 장내미생물 다양성은 종모양이 아니라 찌그러진 쌍봉낙타 모양의 패턴을 보였다. 두 가지 유형이 존재한다는 뜻이다. 연구자들은 유전자 개수 48만개를 기준으로 그 밑은 ‘낮은 유전자수(LGC)’ 집단, 그 위는 ‘높은 유전자수(HGC)’ 집단으로 불렀다. LGC인 사람은 68명으로 전체의 23%였고 224명(77%)이 HGC였다. 그리고 LGC 집단과 HGC 집단의 특징을 추출했다.

먼저 체중과의 관계를 보면 비만인 사람이 상대적으로 LGC, 즉 장내미생물 종다양성이 낮은 비율이 높았다. 이를 통계적으로 분석해보면 지금까지 알려진 비만 관련 유전자의 영향력보다도 더 큰 것으로 나타났다. 그리고 장내미생물 종다양성의 영향력은 좀 더 근본적인 차원에서 사람들의 건강에 영향을 미치는 것으로 드러났다. 즉 LGC 그룹에서 우점종인 박테리아 가운데는 염증성장질환(IBD)에 관련된 잠재적으로 염증을 일으킬 수 있는 박테로이데스와 루미노코커스 그나부스 같은 종이 발견됐다. 반면 HGC 그룹에서는 항염증 작용을 하는 페칼리박테리움 프라우스니치 같은 박테리아가 많았다.

장내미생물의 대사산물을 보면 분자 차원에서 이런 차이를 재확인할 수 있다. 즉 LGC 그룹에서는 베타-글루크로나이드 분해산물 같은 발암성 물질이 만들어지는 반면 HGC 그룹에서는 젖산이나 프로피온산, 부틸산 같은 인체에 도움이 되는 유기산을 많이 만들었다. 결국 LGC 그룹은 비만 경향이 높고 인슐린 저항성도 큰 것으로 나타났다.

2013. 9. 13.