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모기 유전자 편집해 말라리아 감염 예방하는 방법 발견
등록일 : 2019-11-25 09:55 | 최종 승인 : 2019-11-25 09:56
허성환
말라리아 감염 확산 예방 방법이 예일 연구원들에 의해 발견됐다(사진=위키미디어 커먼즈)

[메디컬리포트=허성환 기자] 예일대 연구진이 말라리아 감염 확산을 예방할 방법을 발견했다. 이들은 말라리아 기생충과 같은 모기의 병원균을 차단하도록 모기 유전자를 편집해 사람들이 모기 감염성 질병에 걸리지 않게 간접적으로 보호하는 방법을 개발했다. 이 병은 암컷 학질모기에 의해 옮겨진다.

암컷 모기의 유전자 편집

실험의학 저널에 게재된 연구에 따르면, 연구진은 모스길트(mosGilt)라고 불리는 모기 단백질을 확인했다. 이 단백질은 모기 타액과 초기 말라리아 기생충이 함께 연결되는 곳에서 발견된다. 연구진은 유전자 가위라고 불리는 유전자 편집도구 크리스퍼(CRISPR)를 사용해 유전자를 편집했다.

암컷 모기의 유전자를 편집하면 이 모기가 말라리아 감염에 더 강해진다. 또 유전자 편집 이후 난소 발달이 비정상적으로 바뀌어 모기 알이 생산되지 않았다. 역학 및 미생물학 교수인 에롤 피크릭은 "암컷 모기의 생식기관이 제대로 발달하지 않으면 말라리아의 감염원인 말라리아 원충을 모기가 보유할 수 없게 된다"고 설명했다.

연구 저자인 징 양과 동료들은 피크릭의 실험실에서 암컷 모기, 특히 학질모기 종의 면역체계를 억제할 수 있는 것으로 의심되는 유전자를 편집하기 위한 연구를 했다. 그리고 유전자 편집 결과 돌연변이 모기의 생식기관이 심하게 변형됐다는 것을 발견했다. 모기 체내의 기생충 수준도 크게 감소했다.

말라리아 기생충, 모기와 상호 작용하는 과정에 개입

피크릭은 "모기의 난소가 기능하지 못하면 말라리아를 유발하는 기생충이 모기의 체내에 잘 살아남지 못할 것"이라고 말했다. 그는 웨스트 나일 바이러스, 인간 과립구성 에를리히아증, 라임병 등을 이해하는 데 초점을 둔 연구를 진행하고 있다. 그리고 말라리아 기생충이 모기 자체와 어떻게 상호 작용하는지 이해할 수 있다면 그 과정을 방해해 질병 확산을 막을 수 있다고 믿고 있다. 물론 이 모든 과정은 머나먼 여정일 수 있다. 피크릭은 "이번 연구 성과는 대단하지만 그렇다고 새로운 치료법이거나 백신인 것은 아니다"라고 지적했다.

연구진이 찾은 해결책은 모기의 병원체를 막아 감염된 암컷 학질모기가 매개하는 전염병을 인간이 습득하지 못하도록 해 사람들을 간접적으로 보호하는 것이다(사진=123RF)

암컷 모기의 생식기관 발달에 주목

연구진은 모기의 미생물, 병원체 보유 능력과 생식 능력 사이의 연관성을 강조하며, 실험에서 암컷 모기에 집중해야 한다는 점에 주목했다. 암컷 모기 자체로는 말라리아 감염에 저항성이 있으면서 인간을 물어 병원균을 전달하는 존재이기 때문이다. 징 양은 "수컷 모기는 꽃의 꿀을 먹는 것만으로도 생존할 수 있다. 하지만 암컷 모기는 알을 낳아야 하기 때문에 영양분이 많은 인간의 혈액을 찾는다. 인간의 혈액은 암컷 모기 생존에 필수다"라고 설명했다.

곤충의 생식 제어

유엔이 최근 발표한 바에 따르면, 전 세계의 절반 이상이 모기 전염성 뎅기열의 위험에 처해 있다. 이에 따라 이들은 SIT(Sterile Insect Technique)라고 불리는 기술에 집중하고 있다. 10여 년 전에 UN이 개발한 것으로, 연구진은 이 기술을 사용해 미국에서 수컷 모기를 대상으로 곤충의 생식을 제어해 개체 수를 조절하는 연구를 진행 중이다. 이 기술로 살균된, 즉, 생식 기능이 없어진 수컷 모기를 키워낸 다음 이 수컷 모기들을 자연에 풀어놓는다. 그리고 야생의 암컷 모기를 찾아 짝짓기를 하도록 한다. 하지만 생식 기능이 없기 때문에 유정란이 태어나지 않는다.

세계보건기구(WHO)는 이 기술로 모기가 자손을 생산하지 않으면 시간이 지나면서 개체 수가 감소할 것으로 믿고 있다. 이 기술을 현재 사용 중인 국가로는 이탈리아, 그리스, 모리셔스 등이 있다.

세계 보건기구(WHO)는 이 기술로 모기가 자손을 생산하지 않으면 시간이 지나면서 개체 수가 감소할 것으로 믿고 있다(사진=123RF)

말라리아 사망률

전 세계 문제에 대한 데이터와 연구를 제공하는 플랫폼인 아워월드인데이터는 2017년에 인구 10만 명 당 말라리아 사망자 수에 대한 데이터를 공개했다. 가장 높은 곳은 시에라리온으로 인구 10만 명 당 132.94명이다. 다음은 ▲콩고 민주 공화국 96.75명 ▲말리 95.62명 ▲기니아 95.57명 ▲카메룬 90.96명 ▲중앙아프리카 공화국 83.59명 ▲모잠비크 71.51명 ▲나이지리아 69명 ▲가나 75.79명 ▲코트디부아르 74.67명 ▲라이베리아 73.89명 ▲차드 50.71명 ▲남수단 36.07명 ▲탄자니아 28.86명 ▲마다가스카르 26.72명 ▲앙골라 32.119명 등이다.

 

 

2017년 말라리아 사망률이 가장 낮은 국가로는 ▲아프가니스탄 10만 명 당 4.39명 ▲인도 3.97명 ▲미얀마 7.31명 ▲인도네시아 3.08명 ▲파푸아 뉴기니 8.15명 ▲에티오피아 3.21명 ▲짐바브웨 4.13명 ▲인도네시아 3.08명 등이다. 이어서 ▲브라질 0.03명 ▲아르헨티나 0명 ▲미국 0명 ▲멕시코 0.01명 ▲캐나다 0명 ▲러시아 0명 ▲필리핀 0.12명 ▲중국 0.01명 ▲볼리비아 0.05명 ▲페루 0.02명 ▲칠레 0명 ▲오스트레일리아 0명 ▲뉴질랜드 0명 ▲남아프리카 0.13명 ▲나미비아 0.38명 ▲몽골 0명 ▲콜롬비아 0.07명 ▲일본 0명 ▲대한민국 0.01명 ▲북한 0.01명 ▲알제리 0.02명 ▲스페인 0명 등이다.

실제 응용 과정에서도 효과적으로 입증되는 경우, 유전자 편집 기술은 말라리아를 운반하는 모기 종을 멸종시키는 데 사용될 수 있다. SIT 또한 모기에 시험관 유전자나 이식 유전자를 삽입하는 것이 아니기 때문에 안전한 방식으로 질병 발생을 막을 수 있다.

 

 

[메디컬리포트=허성환 기자]
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