장 속 바이러스만 봐도 노화 예측한다…연세대, 세계 최대 장내 바이러스 지도 구축[과학을읽다]

실험쥐 장내 바이러스 유전체 11만개 확보…'네이처 커뮤니케이션스' 게재
장내 바이러스, 노화·비만·암 진단 새 바이오마커 가능성 제시

장 속 바이러스 정보만으로 개체의 노화 정도를 예측할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 국내 연구진이 세계 최대 규모의 실험쥐 장내 바이러스 유전체 지도를 구축하면서, 장내 바이러스가 미래 정밀의학의 새로운 바이오마커가 될 가능성을 제시했다.

연세대학교는 이인석 생명시스템대학 교수 연구팀이 세계 최대 규모의 실험쥐 장내 바이러스 유전체 카탈로그를 구축하고, 장내 바이러스 정보만으로도 개체의 노화를 높은 정확도로 예측할 수 있음을 확인했다고 27일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 게재됐다.

연구의 중요성 및 주요 결과 요약도. 연구팀 제공

지금까지 마이크로바이옴 연구는 장내 세균에 집중돼 왔지만, 최근에는 장 속에 세균만큼 많은 바이러스가 존재하며 이들 대부분은 세균을 감염시키는 '박테리오파지'라는 사실이 알려졌다. 박테리오파지는 장내 세균의 증식과 기능을 조절해 면역질환과 대사질환, 노화 등에 영향을 미칠 것으로 주목받고 있다.

연구팀은 국내외에서 확보한 2638개의 장내 메타게놈 데이터를 분석해 10만9778개의 장내 바이러스 유전체와 2만8824종의 바이러스를 포함한 세계 최대 규모의 실험쥐 장내 바이러스 유전체 카탈로그(MRGV)를 구축했다. 이는 기존 데이터베이스보다 바이러스 종 다양성을 약 68% 확대한 규모다.

연구팀 사진. 이인석 연세대 생명공학과 교수(왼쪽)와 김한준 박사과정생(제1저자). 연세대 제공

연구팀은 이를 활용해 장내 바이러스와 장내 세균의 관계를 분석하고, 장내 바이러스 정보만으로 생쥐의 나이를 높은 정확도로 예측하는 데 성공했다. 특히 노화 예측에 가장 크게 기여한 바이러스 대부분은 기존 기술로는 확인되지 않았던 새로운 바이러스였다. 연구팀은 장내 바이러스가 숙주의 생리 상태를 반영하는 새로운 바이오마커가 될 수 있음을 보여준 결과라고 설명했다.

이번 연구는 노화뿐 아니라 염증성 장질환, 비만, 당뇨병, 암 등 다양한 질환을 장내 바이러스로 조기에 진단하거나 치료하는 기술 개발의 기반이 될 것으로 기대된다. 최근 미국 국립보건원(NIH)도 '휴먼 바이롬 프로그램(Human Virome Program)'을 출범시키며 인체 바이러스 연구를 국가 차원에서 본격 추진하고 있다.

이인석 교수는 "세계 최대 규모의 인체 장 및 구강 바이러스 유전체 카탈로그도 구축을 마치고 발표를 준비하고 있다"며 "인간 장내 바이러스 지도가 공개되면 마이크로바이옴 연구가 세균 중심에서 바이러스까지 아우르는 새로운 단계로 발전할 것"이라고 말했다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr