12월 신규상장 공모주 천랩이 연구하는 마이크로바이옴은 무엇인가?

마이크로바이옴(Microbiome)이란 특정 환경에 존재하는 미생물 군집과 이들 미생물 군집이 가지는 유전정보를 총칭하는 것으로, 마이크로바이옴에는 세균(박테리아), 균류(곰팡이류), 고세균(아케박테리아) 및 생물과 무생물의 중간적 존재인 바이러스가 포함됩니다. 마이크로바이옴 중 세균이 가장 많고 중요하다고 할 수 있습니다. 세균의 경우 지구상에 존재할 것으로 예측되는 종은 최소 수백만 종 이상이며, 지금까지 정식으로 분류되어 이름이 명명된 세균은 약 16,000종 정도로 전체 세균의 1% 수준입니다. 이처럼 생태계에 존재하는 마이크로바이옴 중에서 인간의 몸 안팎에 서식, 공생하고 있는 미생물들과 유전정보를 휴먼 마이크로바이옴이라고 부릅니다.

미생물은 장내에서 인체 효소가 분해하지 못하는 영양분을 분해하여 체내로의 흡수를 돕는 역할을 하고 있습니다. 인간이 섭취한 음식물의 화학구조가 복잡한 고분자 물질들은 미생물의 도움을 받아 단분자 물질로 전환하며, 이 과정에서 인체에 유익한 다양한 화학적 부산물들이 만들어집니다. 이러한 화학적 부산물들은 외부 물질에 대한 면역 강화를 돕거나 체내로 유입되어 물질 대사를 조절하기도 하여 건강과 밀접한 관계가 있습니다.

2006년 미국 워싱턴대학의 Jeffrey Gordon 교수팀은 장내 미생물 군집의 구성이 비만에 영향을 미친다는 결과(Turnbaugh et al., 2006)와 비만인 쥐는 정상 쥐에 비해 Bacteroidetes의 비율이 작고 Firmicutes는 높은 비율로 존재한다는 연구결과(Ley et al., 2006)를 보고하였습니다. 이는 미생물의 변화가 물질 대사 과정에 영향을 주어 발생한 결과로(Turnbaugh et al., 2009) 이를 계기로 마이크로바이옴에 대한 연구가 급속히 진행되어 마이크로바이옴과 장내 마이크로바이옴 관련 논문 수는 매년 큰 폭으로 증가하고 있습니다.

장내 미생물은 일반적인 자연 생태계와 유사하여 건강한 사람일수록 다양한 종을 가지고 있으며, 시간이 지나면서 그 구성과 비율이 바뀔 수도 있고, 균형 상태가 깨지게 되면 문제가 발생할 수 있습니다. 현재 여러 연구를 통해 장내 미생물이 인체의 소화 기능은 물론, 자가면역 질환, 대사 질환, 정신 질환 등 다양한 질환과 마이크로바이옴의 관계가 밝혀졌으며, FMT(대변 이식), LBPs(Live Biotherapeutic Products)와 같은 치료 방법을 통해 질환과 연관된 불균형뿐만 아니라 잘못된 식생활습관, 항생제 남용 등으로 인한 불균형화된 마이크로바이옴을 균형상태로 변화시켜 질병을 치료한 사례가 나오면서 마이크로바이옴의 중요성은 전 세계적으로 대두되고 있습니다.