날아다니는 백신주사로 전환된 모기

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일본 연구진들은 모기가 병을 옮기는 대신에 백신을 전달할 수 있게 개발하였다. 유전자 조작으로 모기에서 발현된 항원은 모기가 숙주를 물을때 침을 통해 숙주로 전달되는 개념으로 생쥐 모델을 이용한 실험에서 생쥐 체내에 모기로 부터 유입된 항원에 대한 항체가 형성되는 것을 확인하였다. 그러나 연구진이 인정한 것처럼 모기의 제어나 윤리적인 문제들로 백신을 전달할 수 있는 모기의 실제 적용은 불가능한 것으로 보이지만 상당히 흥미로운 연구라는 게 관련 동료 연구자들의 평이다.

과학자들은 오랫동안 곤충의 DNA를 조작하여 질병에 대항할 수 있는 다양한 방법을 꿈꿔 왔다. 하나의 방법으로는 기생충이나 바이러스의 감염에 저항성을 가진 모기를 만드는 것이다. 이러한 방법은 거의 불가능 하겠지만 어느 정도 자연에 존재하는 질병을 가진 모기들을 대체할 것이다. 또 다른 전략으로 좀 더 실현 가능성이 있는 것은 유전자 조작 모기를 만들어서 풀어주면 자연의 모기들과 교배를 하여 생존 가능한 자손을 더 이상 낳지 못하게 하는 것이다. 따라서 시간이 지남에 따라 모기 집단의 수는 줄어들 것이다.

Insect Molecular Biology 저널에 발표된 연구는 기존의 방법과 전혀 다른 생각에서 출발하였다. 연구에 참여한 과학자들이 “날으는 백신주사 (flying vaccinators)” 라고 명명하였고 유전자조작된 모기 집단을 이용하는 것이다. 일반적으로 모기가 물면 아주 작은 양의 침을 숙주로 주입하여 숙주의 혈액이 응고되는 것을 막는다. 연구진은 모기의 침에 면역반응을 유발하는 항원을 추가하였다.

일본 자치의과대학 (Jichi Medical University)의 분자 유전학자인 Shigeto Yoshida 박사가 이끄는 연구진은 Anopheles stephensi 라는 말라리아 모기에서 침에 있는 유전자들만의 발현을 증진할 수 있는 프로모터 (promotor)를 동정하였다. 이 프로모터에 SP15이라는 리슈만편모충증 (leishmaniasis, 모래파리 (sand fly) 에 의해 전파되는 기생 질병으로 피부의 통증과 기관에 피해를 줌, 아래의 주1 참조) 에 대한 후보 백신을 붙였다. 따라서 유전자 조작된 모기들은 침에서 SP15을 생산해내었고 이 모기에 물린 생쥐들은 SP15에 대한 항체를 생산하였다.

하지만 항체의 발현정도는 매우 높지 않았으며 항체를 가진 생쥐들이 정말로 리슈만편모충증에 대항 할 수 있는지는 아직 실험되지 않았다. 단지 몇몇의 실험 기관만이 이러한 효과를 실험해 볼 수 있게 제한되어 있다고 Yoshida 박사는 말한다. 생쥐들은 유전자조작 모기들에게 평균적으로 1500번 정도 물렸다. 이것은 매우 높은 빈도로 보이지만 연구진은 말라리아가 만연한 곳에서는 사람들도 하룻밤에 100번 이상 모기에 물린다고 언급하였다. 연구진은 또한 말라리아에 대한 후보 백신을 생산해내는 모기들도 만들었다.

SP15를 개발한 미국 국립 전염병 연구소 (National Institute of Allergy and Infectious Diseases)의 Jesus Valenzuela 박사는 이번 연구 아이디어에 찬사를 가하였고 미국 메릴랜드대학 (University of Maryland)의 곤충 분자유전학자인 David O’Brochta 박사는 매우 흥미로운 증명이라고 언급하였다.

그렇다면 왜 이 유용한 모기를 실제로 적용할 수 없을까? 사람마다 모기가 무는 것에는 엄청난 차이가 존재하여 유전자조작 모기에게 물린 사람들에게서도 다양한 수준으로 백신이 발현될 것으로 예상된다. 예를 들어 한 사람은 홍역 주사를 한번 맞은 것에 불과할지 몰라도 다른 사람은 같은 주사를 500번이나 맞은 것과 같을 수도 있다. 따라서 질병을 통제하는 어떠한 기관에서도 이와 같은 모기의 방출을 허락하지 않을 것이다. 또한 이러한 모기의 방출은 백신 투여에 동의하지 않은 사람에게도 무작위로 백신을 투여하는 것이 되므로 윤리적으로도 문제가 될 것이다. 따라서 이 모기를 이용한 방법은 인간에 대한 백신 전달 기작으로는 받아드려질 수 없는 방법이며 이와 같은 사실을 연구진도 인정하였다.

그럼에도 불구하고 날으는 백신주사는 동물들의 질병과 싸우는데는 잠재력을 가질지도 모른다. 동물들에게는 백신주사에 대한 동의를 구할 필요도 없고 백신의 양의 차이는 덜 중요할 것이기 때문이다.

[발표된 원 논문]
lying vaccinator; a transgenic mosquito delivers a Leishmania vaccine via blood feeding
Insect Molecular Biology, D. S. Yamamoto, H. Nagumo, S. Yoshida, Early View, Date: April 2010,

[주 1] 리슈만편모충증: https://health.google.com/health/ref/Leishmaniasis
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Posted by 네오


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그간 컴퓨터와의 얄팍한 관계 속에서 느낀바 있어 이제 진짜 블로거로써도 한번 살아보고 싶은 네오 하지만 딱히 글쓰는 재주는 없고 그렇다고 박학다식하지도 않으며, 또 주관이 뚜렷한 것도 아니라서 줄 곧 불펌 나르기만 해왔기에.. 할 줄 아는 거라곤 그나마 전공이지 않을까 전공으로 뭐 하나 해 볼 순 없을까 결국 얄팍한 지식의 깊이도 들어나겠지만.. 한번 건들여 봐?

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