독도의 혹독한 환경을 견뎌낸 미생물이 뇌 질환을 해결할 새로운 실마리를 제공할 것으로 기대된다.
한국생명공학연구원(원장 권석윤)은 장재혁·장준필 화학생물연구센터 박사팀, 강경수 한국과학기술연구원(KIST·원장 오상록) 천연물시스템생물연구센터 박사팀이 독도 토양에 사는 미생물에서 뇌 염증을 줄일 수 있는 새로운 물질 '독도티오신'을 발견했다고 9일 밝혔다.
치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌 질환을 악화시키는 주범 중 하나는 뇌 속 면역세포인 '미세아교세포'가 과흥분해 발생하는 신경염증이다. 연구팀은 이 문제를 해결할 단서를 독도 자생식물인 땅채송화 뿌리 주변 토양의 미생물에서 찾아냈다.
독도 미생물인 스트렙토마이세스는 항생제 등 다양한 의약 물질을 만들어내는 능력이 있어 신약 후보 물질을 찾는 연구에서 중요한 미생물로 알려져 있다.
연구팀은 이 미생물이 평소에는 만들지 않던 새로운 물질을 생산하도록 배양 환경을 다양하게 바꾸는 연구 방법을 적용했다. 그 결과 이전에는 보고된 적이 없는 독도티오신을 발견, 이를 분리·정제했다.
독도티오신은 29개 원자가 고리 형태로 연결된 매우 독특한 구조를 지녔다. 이런 구조적 희소성은 기존 치료제 한계를 극복할 수 있는 차세대 신약 후보 물질로서 높은 잠재력을 시사한다.
연구팀은 인공지능(AI)과 세포 실험을 결합한 융합연구를 진행했다. KIST가 자체 개발한 '단백질 표적 예측 AI 기술'로 독도티오신이 뇌 속 염증 신호를 조절하는 핵심 경로를 차단할 수 있음을 예측했다.
실제 세포 실험에서도 독도티오신은 염증이 유도된 뇌 면역세포 염증 반응을 완화시켰으며, 세포 손상을 일으키는 유해 물질 생성을 억제했다.
연구팀은 그동안 울릉도, 제주도 등 토양 시료들로부터 울릉아마이드, 울릉도린, 제주펩틴 등 국내 지명을 붙인 다양한 신규 천연물을 발굴해 왔으며, 이번 독도티오신 역시 국내 생물자원의 과학적 가치를 알린 사례로 평가된다.
장재혁 박사는 “이번 연구는 독도 토양 미생물이 가진 잠재력을 과학적으로 입증한 사례”라며, “앞으로 인공지능 기술과의 융합을 통해 신약 개발 효율을 더욱 높여 나가겠다”고 밝혔다.
강경수 박사는 “AI 기반 단백질 타겟 예측 기술을 통해 독도티오신의 작용 가능 경로를 빠르게 규명할 수 있었다”며, “신물질 발굴과 인공지능 기술을 결합한 새로운 연구 모델을 제시한 성과”라고 설명했다.
이번 성과는 오가닉 레터스에 2월 27일자 온라인 게재됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
