충치: 슈퍼 유기체가 치아 위를 기어 다닌다.
- 건강의학 / 문광주 기자 / 2022-10-11 13:44:12
3'30" 읽기
- 치아 표면은 곰팡이 효모 네트워크와 균사에 고정된 박테리아 클러스터로 구성
- 어린 아이들의 타액에서 우연히 발견. 시간당 40마이크로미터 이상 속도로 움직임
- 100마이크로미터 이상의 상당한 도약, 자신의 몸길이 200배 이상 도약
- 효과적인 치료의 출발점은 타액에 있을 수 있어, 적절한 효소나 살균제로 차단
미생물은 흔히 생물막이라고 하는 다세포 구조로 결합한다. 이 공동체의 결과로 더 독성이 강해지고 생존할 수 있는 박테리아와 곰팡이의 생물막이 널리 퍼져 있다. 박테리아 생물막은 면역 체계가 그 안에 살고 있는 병원체에 거의 도달하지 못하고 싸울 수 없기 때문에 인간에게 위험하다. 충치 또한 이러한 생물막에 의해 유발된다. 식후에 당분이 입안에 남아 있으면 그곳에 서식하는 세균과 곰팡이의 먹이가 된다. 이것들은 산을 생성하는 생물막으로 치아에 침착되어 법랑질을 파괴한다.
어린 아이들의 타액에서 우연히 발견
스트렙토코쿠스 무탄스(Streptococcus mutans) 종의 박테리아가 칸디다 알비칸스(Candida albicans) 효모와 협력하면 인간 면역계에 훨씬 더 완고한 적이 된다. University of Pennsylvania의 Zhi Ren과 그의 동료들은 우연히 이러한 공동체가 우리의 입과 치아에 존재한다는 것을 발견했다. 그들은 공격적인 충치로 고통 받는 어린 아이들의 타액 샘플을 조사했다.
"현미경 아래에서 우리는 박테리아와 곰팡이가 연합을 형성하고 우리가 할 수 있다고 결코 믿지 않았을 움직임을 발전시키는 것을 발견했다. 그것은 새로운 기능을 가진 새로운 유기체, 즉 초유기체와 거의 같다"고 Ren의 동료인 구현(Hyun Koo)은 말했다. 그런 다음 연구자들은 이 "초(Super)유기체"가 치아 표면에서 어떻게 행동하는지 조사했다. 그들은 인간의 타액에서 박테리아, 곰팡이 및 치아 유사 물질을 성장시킨 다음 실시간 라이브 현미경으로 관찰하여 시나리오를 재현했다.
"걷기"와 "뛰기" 운동
분석 결과:
우리 치아 표면의 커뮤니티는 곰팡이 효모의 네트워크와 실 모양의 돌기인 균사에 고정된 박테리아 클러스터로 구성된다. 둘 다 접착제와 같은 물질인 세포 외 폴리머에 내장돼 있다. 치아 표면에 위치한 이 접착제는 구조를 "제거하거나 죽이기 어렵게" 만든다.
이 커뮤니티의 또 다른 흥미로운 특징은 확산 방식이다. 자신의 장치에 맡겨두면 곰팡이도 박테리아도 움직일 수 없다. 그러나 Ren에 따르면 이중 팩에서 그들은 "'점프'와 '걷기' 운동을 보여주면서 계속해서 성장했다. 이것은 박테리아-진균 형성을 치아에 고정시켜 표면을 가로질러 "히치하이킹"하는 세균을 운반한다고 Koo는 말했다.
놀랍도록 빠른 확산
이것이 전부가 아니다. 시간당 40마이크로미터 이상의 속도로 이러한 움직임도 평균보다 빠르다. 상처 치유에 관여하는 인간 세포인 섬유아세포는 비슷한 속도를 가지고 있다. 과학자들은 지속적인 성장뿐만 아니라 100마이크로미터 이상의 상당한 도약도 관찰했다.
수석 저자인 Ren은 "그것은 자신의 몸길이의 200배 이상이다"고 이 값을 관련하여 설명했다. "예를 들어, 청개구리와 메뚜기는 자신의 몸길이보다 각각 약 50배, 20배 앞으로 뛸 수 있다." 이 속도로 사람의 치아에 있는 곰팡이와 박테리아는 충치의 확산에 기여하고 치아 법랑질을 빠르고 공격적으로 파괴할 수 있다.
충치를 훨씬 넘어 적용 가능한 발견
미생물 화합물의 두 성분은 치아 표면을 함께 식민지화하기 전에 먼저 타액에서 발견되기 때문에 팀이 설명하는 것처럼 효과적인 치료의 출발점이 이미 거기에 있을 수 있다. 이렇게 하려면 먼저 적절한 효소나 살균제를 사용하여 연결이 형성되는 것을 방지해야 한다.
Ren과 그의 동료들이 발견한 것은 치과 의사의 의자와는 거리가 먼 관련성이 있을 수도 있다. 예를 들어, 그들은 전염병이나 환경오염을 일으키는 박테리아와 곰팡이의 다른 생물막으로 옮겨질 수 있다. 결과는 또한 상호주의와 다세포성이 한 단위로 환경 역경에 더 잘 대처하도록 진화한 방법에 대해 더 많이 드러낼 수 있다고 팀은 설명했다.
(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; doi: 10.1073/pnas.2209699119)
출처: University of Pennsylvania
- 치아 표면은 곰팡이 효모 네트워크와 균사에 고정된 박테리아 클러스터로 구성
- 어린 아이들의 타액에서 우연히 발견. 시간당 40마이크로미터 이상 속도로 움직임
- 100마이크로미터 이상의 상당한 도약, 자신의 몸길이 200배 이상 도약
- 효과적인 치료의 출발점은 타액에 있을 수 있어, 적절한 효소나 살균제로 차단
충치: 슈퍼 유기체가 치아 위를 기어 다닌다.
치아에 있는 박테리아와 곰팡이의 조합은 빠른 운동으로 우리를 놀라게 한다.
완고한 미생물 연합:
충치는 일반적으로 박테리아에 의해 발생하며 감염은 치아 손실을 비롯한 심각한 결과를 초래할 수 있다. 연구자들은 최근 이 박테리아가 곰팡이와 협력하여 박테리아 단독보다 죽이기 훨씬 더 어려운 일종의 슈퍼 유기체를 형성할 수 있음을 발견했다. 이 공동체는 또한 유기체를 움직이게 하여 치아 위로 "기어" 또는 "뛰어넘을" 수 있다.
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| ▲ 박테리아와 곰팡이는 입안에서 일종의 초유기체를 형성하여 충치를 유발할 수 있다. © Penn Dental Medicine |
미생물은 흔히 생물막이라고 하는 다세포 구조로 결합한다. 이 공동체의 결과로 더 독성이 강해지고 생존할 수 있는 박테리아와 곰팡이의 생물막이 널리 퍼져 있다. 박테리아 생물막은 면역 체계가 그 안에 살고 있는 병원체에 거의 도달하지 못하고 싸울 수 없기 때문에 인간에게 위험하다. 충치 또한 이러한 생물막에 의해 유발된다. 식후에 당분이 입안에 남아 있으면 그곳에 서식하는 세균과 곰팡이의 먹이가 된다. 이것들은 산을 생성하는 생물막으로 치아에 침착되어 법랑질을 파괴한다.
어린 아이들의 타액에서 우연히 발견
스트렙토코쿠스 무탄스(Streptococcus mutans) 종의 박테리아가 칸디다 알비칸스(Candida albicans) 효모와 협력하면 인간 면역계에 훨씬 더 완고한 적이 된다. University of Pennsylvania의 Zhi Ren과 그의 동료들은 우연히 이러한 공동체가 우리의 입과 치아에 존재한다는 것을 발견했다. 그들은 공격적인 충치로 고통 받는 어린 아이들의 타액 샘플을 조사했다.
"현미경 아래에서 우리는 박테리아와 곰팡이가 연합을 형성하고 우리가 할 수 있다고 결코 믿지 않았을 움직임을 발전시키는 것을 발견했다. 그것은 새로운 기능을 가진 새로운 유기체, 즉 초유기체와 거의 같다"고 Ren의 동료인 구현(Hyun Koo)은 말했다. 그런 다음 연구자들은 이 "초(Super)유기체"가 치아 표면에서 어떻게 행동하는지 조사했다. 그들은 인간의 타액에서 박테리아, 곰팡이 및 치아 유사 물질을 성장시킨 다음 실시간 라이브 현미경으로 관찰하여 시나리오를 재현했다.
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| ▲ 특수 운동: 치아에 있는 곰팡이 균사 앵커와 박테리아는 "히치하이킹"을 통해 그 위로 이동한다. © Penn Dental Medicine |
"걷기"와 "뛰기" 운동
분석 결과:
우리 치아 표면의 커뮤니티는 곰팡이 효모의 네트워크와 실 모양의 돌기인 균사에 고정된 박테리아 클러스터로 구성된다. 둘 다 접착제와 같은 물질인 세포 외 폴리머에 내장돼 있다. 치아 표면에 위치한 이 접착제는 구조를 "제거하거나 죽이기 어렵게" 만든다.
이 커뮤니티의 또 다른 흥미로운 특징은 확산 방식이다. 자신의 장치에 맡겨두면 곰팡이도 박테리아도 움직일 수 없다. 그러나 Ren에 따르면 이중 팩에서 그들은 "'점프'와 '걷기' 운동을 보여주면서 계속해서 성장했다. 이것은 박테리아-진균 형성을 치아에 고정시켜 표면을 가로질러 "히치하이킹"하는 세균을 운반한다고 Koo는 말했다.
놀랍도록 빠른 확산
이것이 전부가 아니다. 시간당 40마이크로미터 이상의 속도로 이러한 움직임도 평균보다 빠르다. 상처 치유에 관여하는 인간 세포인 섬유아세포는 비슷한 속도를 가지고 있다. 과학자들은 지속적인 성장뿐만 아니라 100마이크로미터 이상의 상당한 도약도 관찰했다.
수석 저자인 Ren은 "그것은 자신의 몸길이의 200배 이상이다"고 이 값을 관련하여 설명했다. "예를 들어, 청개구리와 메뚜기는 자신의 몸길이보다 각각 약 50배, 20배 앞으로 뛸 수 있다." 이 속도로 사람의 치아에 있는 곰팡이와 박테리아는 충치의 확산에 기여하고 치아 법랑질을 빠르고 공격적으로 파괴할 수 있다.
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| ▲ 곰팡이 - 박테리아 네트워크는 이미 타액에서 발생하고 거기에서 치아 표면을 군거지로 만든다. © Ren et al./PNAS, CC-by 4.0 |
충치를 훨씬 넘어 적용 가능한 발견
미생물 화합물의 두 성분은 치아 표면을 함께 식민지화하기 전에 먼저 타액에서 발견되기 때문에 팀이 설명하는 것처럼 효과적인 치료의 출발점이 이미 거기에 있을 수 있다. 이렇게 하려면 먼저 적절한 효소나 살균제를 사용하여 연결이 형성되는 것을 방지해야 한다.
Ren과 그의 동료들이 발견한 것은 치과 의사의 의자와는 거리가 먼 관련성이 있을 수도 있다. 예를 들어, 그들은 전염병이나 환경오염을 일으키는 박테리아와 곰팡이의 다른 생물막으로 옮겨질 수 있다. 결과는 또한 상호주의와 다세포성이 한 단위로 환경 역경에 더 잘 대처하도록 진화한 방법에 대해 더 많이 드러낼 수 있다고 팀은 설명했다.
(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; doi: 10.1073/pnas.2209699119)
출처: University of Pennsylvania
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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