놀라운 거대 DNA 발견, 잇몸 질환 및 암과 관련될 수 있어

타액 샘플에서 발견된 놀라운 발견으로, 일반적인 구강 세균에 숨겨진 이노클레스(Inocles)라는 거대 DNA 요소가 밝혀졌습니다. 간과되었던 이 유전적 원동력은 인간의 건강을 형성하고, 질병에 영향을 미치며, 인체 미생물군집에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있습니다. 출처: Shutterstock

도쿄대학교를 비롯한 연구진은 사람의 입 속에 숨겨진 놀라운 발견을 했습니다. 바로 이노클(Inocles)입니다. 이전에는 감지되지 않았던 거대 DNA 요소입니다. 이노클은 박테리아가 끊임없이 변화하는 구강 환경에 적응하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 보입니다. 이 발견은 구강 박테리아가 어떻게 사람의 체내에 서식하고 지속되는지에 대한 새로운 통찰력을 제공하며, 건강, 질병, 그리고 미생물군집 연구에 잠재적인 영향을 미칠 것입니다.

현대 의학이 인체에 대해 아는 모든 것을 알고 있다고 생각할 수도 있습니다. 하지만 지난 10년 동안에도 이전에는 알려지지 않았던 작은 장기들이 발견되었고, 현재 연구 르네상스를 겪고 있는 인간 생물학 분야가 있습니다. 바로 마이크로바이옴입니다. 여기에는 장내 마이크로바이옴처럼 익숙한 영역뿐만 아니라 구강 마이크로바이옴도 포함됩니다. 최근 토양 마이크로바이옴에서 외래 DNA가 발견된 데 영감을 받아, 프로젝트 연구원인 키구치 유야와 그의 팀은 도쿄대학교 대학원 첨단과학연구과 스즈키 유타카 연구실에서 수집한 대규모 타액 샘플에 주목했습니다. 그들은 인간의 타액에서도 유사한 것을 발견할 수 있을지 궁금해했습니다.

"구강 미생물군집에는 다양한 종류의 박테리아가 존재한다는 것은 알고 있지만, 그 기능과 그 기능을 수행하는 방법은 아직 많이 알려지지 않았습니다."라고 키구치는 말했습니다. "이를 연구하면서 우리는 염색체 외 DNA의 한 예인 이노클레스(Inocles)를 발견했습니다. 이노클레스는 세포, 이 경우에는 박테리아 내부에 존재하지만 주 DNA 외부에 존재하는 DNA 덩어리입니다. 마치 각주가 스테이플러로 고정된 책을 발견하고, 그 책의 기능을 알아보기 위해 이제 막 읽기 시작하는 것과 같습니다."

이노클레스(Inocles)를 검출하는 것은 쉽지 않았습니다. 기존의 시퀀싱 방법은 유전 데이터를 단편화하여 큰 요소를 재구성하는 것이 불가능했기 때문입니다. 이를 극복하기 위해 연구팀은 훨씬 더 긴 DNA 구간을 포착할 수 있는 첨단 롱리드 시퀀싱 기술을 적용했습니다. 공동 제1저자인 나기사 하마모토는 타액 샘플에서 사람 DNA를 선택적으로 제거하는 preNuc이라는 방법을 개발하여 다른 DNA의 긴 섹션 시퀀싱 품질을 크게 향상시켰습니다. 이를 통해 연구진은 최초로 완전한 이노클레스 유전체를 조립할 수 있었는데, 이 유전체는 스트렙토코커스 살리바리우스(Streptococcus salivarius) 라는 박테리아에 의해 숙주되는 것으로 밝혀졌지만, 숙주 자체를 식별하는 것은 어려운 문제였습니다.

"이노클의 평균 유전체 크기는 350 킬로베이스 쌍으로, 유전자 서열의 길이를 나타내는 척도입니다. 따라서 이노클은 인간 마이크로바이옴에서 가장 큰 염색체 외 유전 요소 중 하나입니다. 염색체 외 DNA의 다른 형태인 플라스미드는 기껏해야 수십 킬로베이스 쌍에 불과합니다."라고 키구치는 말했습니다. "이렇게 긴 길이 덕분에 이노클은 산화 스트레스 저항성, DNA 손상 복구, 세포벽 관련 유전자 등 다양한 기능을 담당하는 유전자를 보유하고 있으며, 이는 세포 외 스트레스 반응에 적응하는 데 관여할 가능성이 있습니다."

연구팀은 이노클(Inocle)을 함유한 박테리아를 배양하는 안정적인 방법을 개발하는 것을 목표로 합니다. 이를 통해 이노클의 기능, 개인 간 전파 가능성, 그리고 충치 및 잇몸 질환과 같은 구강 건강 문제에 미치는 영향을 연구할 수 있을 것입니다. 많은 이노클 유전자가 아직 규명되지 않았기 때문에, 연구진은 실험실 실험과 알파폴드(AlphaFold)와 같은 전산 시뮬레이션을 병행하여 이노클의 역할을 예측하고 모델링할 예정입니다.

"놀라운 점은 타액 샘플이 대표하는 인구 집단의 범위를 고려할 때, 전체 인류의 74%가 이노클을 보유하고 있을 가능성이 있다는 것입니다. 구강 미생물총은 오랫동안 연구되어 왔지만, 이노클은 기술적 한계 때문에 오랫동안 베일에 가려져 있었습니다."라고 키구치는 말했습니다. "이제 이노클의 존재를 알게 되었으니, 이노클이 인간, 상주 미생물, 그리고 구강 건강 사이의 관계에 어떤 영향을 미치는지 탐구할 수 있게 되었습니다. 심지어 이노클이 암과 같은 심각한 질병의 지표 역할을 할 수 있다는 단서도 있습니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250912195128.htm