파지형

바이러스 중 세균을 감염시키는 종류들을 박테리오파지, 또는 줄여서 파지라고 부른다. 박테리오파지는 종류에 따라 특정한 세균군만 감염할 수 있으며, 이러한 특징은 세균을 구분하는 데 사용될 수 있다. 이렇게 박테리오파지에 대한 감수성에 기반하여 나누어진 세균 균주의 집단을 파지형이라고 한다.

목차

국제 원핵생물 명명 규약(Bacteriological Code)에 따르면 파지형은 아종 이하의 수준에서 세균 균주들을 박테리오파지(bacteriophage)에 대한 감수성에 따라 구분한 분류학적 단위이다¹⁾. 파지형은 공인된 분류단위는 아니지만 세균의 세밀한 구분에 있어 유용하게 사용될 수 있다. 파지에 대한 감수성은 세균을 고체 배지에 배양하고, 파지의 현탁액을 접종하여 세균이 파괴되었음을 나타내는 투명환이 생성되는지 여부를 확인함으로써 판정할 수 있다(그림 1). 특정 파지의 감염에 대해 저항성을 보이는지, 감수성을 보이는지를 기준으로 특정 세균종을 구분하는데 사용하기도 한다. 파지형은 항생제 내성 유전자를 보유한 플라스미드를 획득하는 경우 파지에 대한 감수성이 달라짐에 따라 파지형도 달라질 수도 있다는 연구결과가 보고된 바 있다²⁾.

파지는 세균 및 고균 등 원핵생물에 감염하는 바이러스이며, 숙주 세포에 감염하여 내부에서 증식하거나 숙주 DNA에 융합하여 숙주 세포를 파괴하지 않고 공존하기도 한다. 파지는 다양한 환경에서 발견되며, 원핵생물이 존재하는 곳이면 다 존재할 수 있다. 지구상에 존재하는 파지 입자의 수는 세균을 포함한 다른 생물군들의 숫자를 전부 합한 것 보다 많은 수로 추정되며, 해수 환경을 대상으로 한 연구에 의하면 각 원핵생물 세포 당 10개 정도의 파지 입자가 존재하는 것으로 추정된다³⁾.

파지를 이용하여 병원성 세균을 억제하거나 감염성 질병을 치료할 수 있는 파지치료요법(phage therapy)는 항생물질보다 더 특이적으로 병원균에 작용할 수 있으며, 표적이 되는 병원균 이외에 다른 일반 세균에 대해서 무해하고, 또한 숙주에 대한 유해성도 대부분의 경우 없으므로 감염성 질병의 치료법으로 각광을 받고 있다. 이에 따라 파지형은 파지치료요법에 있어 중요한 기반이 되는 핵심적인 정보를 제공할 수 있다.

그림 1. 고체 배지 상의 세균 배양체에서 파지에 의해 생성된 투명환 (출처: )

리스테리아 식중독을 일으키는 Listeria monocytogenes를 비롯하여 다양한 동물, 또는 식물 병원성 세균종을 포함하는 분류군들에 대해 다양한 파지형이 알려져 있다.

Listeria monocytogenes는 파지형에 대한 연구가 가장 활발하게 이루어져 왔던 세균종으로, 이에 대해서 스웨덴에서 비교적 많은 연구가 이루어졌다. L. monocytogenes는 다양한 혈청형(serovar)로 구분될 수 있는데 그 중 혈청형 4b가 가장 많이 발견되고 있다. 한 연구에 따르면 4b에 속하는 다수의 균주들이 동일한 파지형에 속하는데, 이는 다시 제한효소를 이용한 유전적 타이핑 방법에 따라 5개의 그룹으로 구분되는 것을 밝혀냈다⁴⁾. 이로부터 동일한 파지형에 속한 균주들 간에도 유전적이 다양성이 존재함을 알 수 있다. 한편 병원내 감염을 일으킨 Klebsiella 분리주에 대한 파지형 분석 결과 파지형은 동일한 혈청형에 속한 균주들을 보다 세분화하여 구분할 수 있음을 보인 결과도 있다⁵⁾.

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김승범/충남대학교

윤상선/연세대학교

1. Lapage, S.P., et al. (eds.) 1992. International Code of Nomenclature of Bacteria: Bacteriological Code, 1990 Revision. Appendix 10. Washington D.C.: ASM Press.
2. Kaftyreva, L.A., et al. 1984. Effect of plasmids for multiple antibiotic resistance on the change in Salmonella typhimurium phagovar. Zh Mikrobiol Epidemiol Immunobiol. (Russian) 10, 49-52.
3. Clokie, M.R., Millard, A.D., Letarov, A.V., and Heaphy, S. 2011. Phages in nature. Bacteriophage 1, 31-45.
4. Ericsson, H., Danielsson-Tham, M.L., Stålhandske, P., Tham, W., and Ursing, J. 1993. Subtyping of a frequent phagovar of Listeria monocytogenes in Sweden by use of restriction endonuclease analysis. APMIS 101, 971-974.
5. Sechter, I., Mestre, F., and Hansen, D.S. 2000. Twenty-three years of Klebsiella phage typing: a review of phage typing of 12 clusters of nosocomial infections, and a comparison of phage typing with K serotyping. Clin. Microbiol. Infect. 6, 233-238.