울산과학기술원, ‘살아있는 항생제’ 포식성 박테리아 간편하게 배양한다

박테리아를 더 쉽고 빨리 배양할 수 있는 방법이 개발됐다. '살아있는 항생제'로 불리는 델로비브리오 박테리아를 대량으로 생산해 의료 연구 등 다양한 산업에 기여할 수 있을 것으로 전망된다. UNIST 생명과학과 로버트 미첼 교수팀은 '살아있는 항생제'인 포식성 박테리아를 활용하기 위한 대량 배양법과 생산 기술인 'one-pot 배양' 시스템을 개발했다. 쉽고 빠르게 포식성 박테리아를 배양할 수 있는 것이다. 연구팀은 포식성 박테리아 중 가장 많이 연구되고 있는 델로비브리오 박테리오보루스 HD100(Bdellovibrio bacteriovorus HD100)의 배양법을 연구했다. 델로비브리오는 다른 박테리아 안으로 들어가 그 박테리아를 분해하고 먹으면서 성장한다. 이런 특성을 활용해 '슈퍼박테리아'라고 불리는 항생제 내성균에 감염된 환자를 치료하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존 포식성 박테리아를 배양하기 위해선 대장균을 배양한 뒤 대장균 세포만을 분리했다. 이를 다시 포식성 박테리아 배양액인 HEPES에 희석하고 포식성 박테리아를 넣게 된다. 이런 과정을 위해 각기 다른 플라스크가 필요하고 48시간 이상의 배양시간이 필요하다. 연구팀이 개발한 'One-pot 배양' 시스템은 복잡한 공정과 배양시간을 절반 이상 크게 줄였다. 포식성 박테리아와 먹이가 되는 박테리아의 성장 특성을 분석하고 두 세균을 처음부터 동시 배양한다. 배양액의 pH, 삼투압 등 여러 조건을 최적화해 24시간 안에 박테리아를 배양할 수 있게 만들었다. 연구팀은 개발한 시스템을 소량의 박테리아 배양을 통해 입증했다. 발효 반응기를 활용한 대량 배양 또한 성공적으로 진행했다. 기존 플라스크에서 56억 마리/ml의 농도로 배양 가능했던 것을 70억 마리/ml의 농도로 약 25% 상승시켰다. 로버트 미첼 생명과학과 교수는 "이번 연구는 델로비브리오 박테리오보루스 HD100을 더 쉽고 빠르게 배양함으로써 살아있는 항생제로서의 사용 가능성을 높였다"며 "환경 조건에 민감한 포식성 박테리아를 산업적으로 사용하기 위한 생산의 기초를 마련했다"고 전했다. 이 연구 결과는 국제 학술지인 케미컬 엔지니어링 저널 'Chemical Engineering Journal에 12월 15일 온라인 게재됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단이 추진하는 중견연구, 창의도전연구기반지원 사업의 지원을 받아 진행됐다.