마이크로바이옴 및 항생제 내성체 연구실

사람, 동물, 및 환경 마이크로바이옴(어디에나 존재하는 미생물 군집(microbial community)의 모든 유전정보의 총합)에 존재하는 항생제 내성 유전자(antibiotic resistance gene, ARG)는 병원균(pathogen)에서의 지속적인 출현과 수평적 전파(horizontal gene transfer)로 인해 인류 보건을 위협하는 인자로 인식되고 있습니다. 최근에는 이러한 항생제 내성의 출현 및 전파를 이해하고 제어하기 위해, 1) 모든 항생제 내성 유전자 및 관련 전구체 등을 총괄적으로 분석하는 항생제 내성체(antibiotic resistome) 수준의 연구와 2) 사람, 동물, 및 환경 마이크로바이옴에서 항생제 내성 유전자를 전사적으로 연구하는 원헬스(One Health) 연구가 강조되고 있습니다. 본 연구실은 이러한 흐름에 맞추어서 사람-동물-환경의 마이크로바이옴에 존재하는 항생제 내성체 정보를 메타유전체 및 생물정보학 기반으로 연구하고 있습니다. 이를 통해 중요한 항생제 내성 유전자, 중요한 항생제 내성 미생물 균주, 항생제 내성의 흐름에 영향을 주는 인자, 그리고 전파가 일어나는 지점 등을 파악하여 항생제 내성을 제어하기 위한 정보를 제공하는 연구를 하고 있습니다.
또한, 환경을 포함한 다양한 마이크로바이옴은 신규 항생제 내성 유전자의 기원이자 전파 경로 인식되고 있습니다. 따라서, 다양한 사람-동물-환경 시료에서 중요 항생제 내성 미생물을 분리하여 신규 항생제 내성을 미리 규명하고 그 잠재적 위험성을 진단하는 연구의 중요성이 강조되고 있습니다. 본 연구실에서는 다양한 항생제 내성 미생물 균주에서 신규 항생제 내성 유전자를 시스템 생물학 (systems biology) 기반 접근으로 규명하고 그 위험성 (중요 병원균으로의 전파 가능성 등)을 진단하여 조기경보를 제공하고 있습니다. 그리고, 분자미생물학 및 생화학적 접근으로 이러한 신규 항생제 내성 유전자의 기능 및 작용기작을 명확하게 규명하는 연구도 같이 진행하고 있습니다.
최종적으로 이러한 연구 접근들을 통해 복잡하고 다양한 항생제 내성체의 특성 및 신규 항생제 내성 유전자를 분석하여 항생제 내성의 기원, 발생, 전파 및 진화를 체계적으로 이해하는 것을 최종목표로 하고 있습니다. 이러한 연구를 통해 앞으로 다가올 심각한 항생제 내성 위기를 경감할 수 있을 것으로 기대합니다.