보렐리아

보렐리아(국문) Borrelia(영문)

보렐리아(Borrelia)는 스피로헤타 문 (Spirochetes phylum) 문에 속하는 속 수준의 세균 집단을 지칭하며, 진드기 등의 절지동물을 매개로 전염되어 라임병 볼레리아증(Lyme borreliosis) 또는 재귀열병(relapsing fever)의 전염병을 일으키는 세균 종을 포함한다. 

보렐리아 전자현미경 관찰사진 (출처: GettyImages-924977860)

목차

1907년 프랑스의 세균학자인 아메디 보렐(Amédée Borrel, 1867-1936)의 이름을 본 따 보렐리아 속을 처음 명명하였으며, 현재 대표 종인 보렐리아 안세리나(Borrelia anserine)를 포함한 42종의 세균이 보렐리아 속의 세균종으로 정식 명명되어 있다¹⁾.

보렐리아 속에 속하는 세균 중에는 진드기를 매개로 라임병 보렐리아증을 일으키는 병원성 세균 종들이 주요하게 포함되어 있으며, 그 중 보렐리아 버그도르페리균(Borrelia burgdorferi)은 라임병을 일으키는 것으로 알려진 대표적인 세균으로 1982년 스위스 태생의 미국 기생충 및 세균학자인 윌리 버그도르퍼(Willy Burgdorfer, 1925-2014) 박사에 의해 발견되었다.

세균 도메인 > Phylum Spirochaetes (스피로헤타 문) > Class Spriochaetes (스피로헤타 강) > Order Spirochaetales (스피로헤타 목) > Family Borreliaceae (보렐리아 과) > Genus Borrelia (보렐리아 속)¹⁾.

진드기를 매개로한 볼레리아 속 세균의 감염 (출처: GettyImages-924976736)

보렐리아 속에는 라임병(Lyme)과 재귀열(Relapsing fever)의 증상을 나타내는 세균 종들이 다수 포함되어 있다. 현재 정식 종명을 갖는 42종의 세균종을 포함해 50여 종의 보렐리아 세균이 알려져 있으며, 보렐리아 버드도르페리균(B. burgdorferi), 보렐리아 안데르소니균(B. andersonii), 보렐리아 자포니카균(B. japonica), 보렐리아 발라이시아나(B. valaisiana) 등의 세균은 라임병의 원인이 되며, 보렐리아 크로시더레(B. crocidurae), 보렐리아 더토니(B. duttoni), 보렐리아 헤름시(B. hermsii), 보렐리아 미야모토이(B. miyamotoi) 등의 세균은 재귀열 병증을 나타내는 것으로 알려져 있다²⁾.

보렐리아 세균은 보통 진드기 등의 절지동물을 매개로 전염되며, 야생 조류나 설치류 등의 동물에서 분리할 수 있다.

보렐리아 속의 모든 종은 한개의 선형 염색체(linear chromosomes)와 여러 개의 선형 또는 원형의 플라스미드를 함유하고 있다. 현재까지 염색체 염기서열이 분석된 12종의 보렐리아 속의 세균들은 크기가 약 900,000 (0.9 Mb)에서 1,500,000 (1.5Mb)개의 염기쌍으로 구성되어 있는 선형 염색체를 함유하고 있으며, 최대 21개의 다양한 크기의 플라즈미드를 함유하고 있다. 이들 선형 염색체와 플라스미드의 유전자 사이에는 염기서열의 중복성이 높게 나타난다³⁾.

보렐리아 속의 세균은 (지름) 0.2~0.5 μm X (길이) 8~30 μm의 나선상세균(Spirochete) 형태로 편모 및 외막(outer membrane)을 갖는 공통점을 갖는다. 나선형의 모양과 편모를 이용해 회전 및 전진/후진 운동이 가능한 운동성을 보이며, 세균 외막의 다양한 지질단백질(lipoprotein)로 인해 다양한 숙주에 적응하여 세포외기생성병원균(extracellular pathogen)으로 증식할 수 있게 해준다. 대부분의 보렐리아 속의 세균은 미호기성 또는 혐기성이며 긴 사슬의 지방산 등을 대사하여 성장하기 때문에 일반적인 영양배지에서 배양하기 어렵다⁴⁾. 

주로 숙주인 진드기의 장(gut)에 기생하여 서식하는 보렐리아균은 숙주의 생활사에 따라 이동하기 때문에 보렐리아 속 세균의 전염은 숙주의 생활사와 밀접한 관계가 있다.

진드기는 2년에 걸쳐 알(egg), 유충(larva), 약충(nymph) 및 성충(adult) 4단계의 생활사를 보이는데, 각 주기에서 진드기가 다음 성장단계로 성숙하기 위해 필요한 흡혈과정에서 진드기로 기생하게 되거나 다른 숙주로 전이되어 질병을 일으키기도 한다. 예를 들어, 봄철에 깐 진드기 알이 여름철 유충이 되면 보렐리아 세균에 감염되어 있는 작은 조류나 설치류에 붙어 흡혈을 함으로서 진드기 유충에 보렐리아 세균이 감염된다. 감염된 진드기 유충은 다음해 여름 약충으로 탈피하면서 성충이 되기까지 좀 더 큰 척추동물과 사람을 흡혈하는데 이때 보렐리아 세균이 전이되어 흡혈한 숙주에게 질병을 유발한다⁵⁾.  

세균, 염색체, 외막

진현미/국립낙동강생물자원관

조장천/인하대학교

1. Euzéby, J.P. 2018. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature. Available online at: www.bacterio.net
2. McNeil, D. 2011. 'New Tick-Borne Disease Is Discovered'. The New York Times. pp. D6
3. Kingry, L.C., Batra, D., Replogle, A., Rowe, L.A., Pritt, B.S., and Petersen, J.M. 2016. Whole genome sequence and comparative genomics of the novel Lyme borreliosis causing pathogen, Borrelia mayonii. PLoS ONE 11, e0168994.
4. Cutler, S.J., Ruzic-Sabljic, E., and Potkonjak, A. 2016. Emerging borreliae – Expanding beyond Lyme borreliosis, Molecular and Cellular Probes
5. Samuels, D.S. and Radolf, J.D. 2010. Borrelia: Molecular Biology, Host Interaction and Pathogenesis. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-58-5 .