박테리아 신호를 교란하는 효소, 치태를 건강 연관 종으로 변화시켜

사이언스데일리에 따르면 연구진은 화학 신호가 치태를 어떻게 형성하는지, 그리고 그 신호를 조작해 더 건강한 구강 박테리아 군집을 지원할 수 있는지 조사했다. 이 연구는 2025년 npj Biofilms and Microbiomes에 발표됐다. 연구팀에는 생명과학대학과 치과대학의 연구자들이 포함됐다.

사이언스데일리는 입안에 약 700종의 박테리아가 서식한다고 보도했다. 이 미생물 중 다수는 쿼럼 센싱(quorum sensing)이라는 과정을 통해 화학 신호를 교환하는데, 이는 박테리아가 주변에 얼마나 많은 세포가 있는지 감지하고 집단 행동을 조율할 수 있게 한다. 일부 구강 박테리아는 N-아실 호모세린 락톤(AHLs)으로 알려진 분자를 사용해 의사소통한다.

연구진은 치태 속 박테리아가 산소가 있는 잇몸선 위와 같은 호기성 환경에서 AHL 신호를 생성한다는 사실을 발견했다. 산소 수준이 훨씬 낮은 잇몸선 아래의 혐기성 환경에 사는 박테리아는 이 같은 메시지를 감지할 수 있었다. 사이언스데일리는 이 연결이 중요한 이유는 잇몸선 아래의 조건이 치주질환(잇몸 질환)과 연관된 박테리아에 유리하게 작용할 수 있기 때문이라고 보도했다.

그런 다음 연구팀은 락토네이스라고 불리는 특수 효소를 사용해 AHL 신호를 제거했다. 락토네이스는 이러한 의사소통 분자를 분해해 박테리아의 대화를 중단시킨다. 연구진이 AHL 신호 전달을 교란하자 치태 군집은 구강 건강과 더 강하게 연관된 종 쪽으로 이동했다.

“치태는 숲 생태계처럼 일정한 순서로 발달합니다”라고 생명과학대학 부교수이자 이 연구의 교신저자인 미카엘 엘리아스는 말했다. 그는 스트렙토코커스와 악티노마이세스 같은 개척 종이 먼저 정착하며 일반적으로 무해하고 좋은 구강 건강과 연관된다고 말했다. 반면 후기 정착종에는 포르피로모나스 긴기발리스 같은 ‘레드 컴플렉스’ 박테리아가 포함되며, 이는 치주질환과 강하게 연관된다고 그는 말했다. 엘리아스는 박테리아가 의사소통에 사용하는 화학 신호를 교란하면 치태 군집이 건강과 연관된 단계에 머물거나 그 단계로 돌아갈 수 있게 할 수 있다고 말했다.

사이언스데일리는 이번 발견이 신중하게 선택된 효소가 언젠가 치태의 구성을 바꾸는 데 사용될 수 있음을 시사한다고 보도했다. 이 보도에 따르면 그러한 효소는 입안 미생물의 더 건강한 균형을 유지하는 데도 도움이 될 수 있다.