[기고]인간과 동물의 마이크로바이옴은 어디에서 오는 걸까?

임진아 국립축산과학원 동물유전체과 연구사

전 세계적으로 마이크로바이옴 열풍이 불고 있다. 마이크로바이옴(Micribiome)이란 미생물군유전체로 특정 환경에 존재하는 모든 미생물 유전체(Genome) 정보를 말하며, 미생물(Microbe)과 생태계(Biome)의 합성어이다. 장내 마이크로바이옴은 숙주가 소화할 수 없는 음식물을 숙주가 이용할 수 있는 영양분으로 분해하기 때문에 숙주의 소화와 영양에 꼭 필요하다. 또한 장내 마이크로바이옴은 숙주와 공생하면서 숙주의 면역체계를 자극하여 병원체가 침입했을 때 면역체계가 정상적으로 작동되도록 도움을 준다. 이러한 이유로 장내 마이크로바이옴의 불균형이 비만, 당뇨, 염증성 장 질환, 과민성 대장 증후군 등 여러 질병과 관련되어 있을 것으로 추측돼 많은 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 태아는 모체의 자궁에서 양막에 둘러싸여 무균 환경인 양수 안에서 성장하게 된다. 태아는 출산 과정에서 최초로 미생물과의 접촉이 이뤄진다. 모체의 산도(産道)는 200종 이상의 박테리아가 공생하고 있으며, 건강한 모체의 경우 유산균이 우점하고 있다. 따라서 자연분만을 통해 태어난 신생아의 경우 모체의 산도와 유사한 마이크로바이옴이 장내에 정착하게 되지만 제왕절개로 태어난 신생아의 경우 포도상구균과 같은 피부에서 공생하는 마이크로바이옴이 장내에 우점하게 된다. 그렇다면 가축에서는 어떨까? 소의 경우 송아지는 연령에 관계없이 송아지의 상부 호흡기에서 어미 소의 질 마이크로바이옴과 유사한 결과가 나타났다. 송아지가 분만될 때 어미소 질의 마이크로바이옴이 송아지 상부 호흡기 마이크로바이옴 초기 군집화에 영향을 줬기 때문이다. 송아지의 호흡기의 건강이 어미 소의 영향을 받는다는 것을 의미한다. 닭의 경우 포유류와 달리 알의 형태로 태어나게 된다. 자궁에서 난각이 형성되기 때문에 포유류와 달리 닭은 난관의 난백분비부의 마이크로바이옴이 난백을 통해 배아로 전달되는 것이 확인됐다. 국립축산과학원은 축종별 마이크로바이옴 데이터베이스를 구축하고 있으며, 한우 수태율, 돼지 면역 관련 마이크로바이옴 발굴 등 경제 동물 대상으로 마이크로바이옴 연구를 활발하게 진행하고 있다. 장내 마이크로바이옴의 유래 요인을 알고 있다면 태어나기 전·후 시기에 요인을 조절해 초기 장내에 정착하는 마이크로바이옴의 조절이 가능하게 될 것이다. 즉 장내 유해균 수를 줄이고 유익균 수를 늘려 마이크로바이옴 불균형으로 야기되는 질병을 예방할 수 있게 된다. 가축의 장내 유익균을 늘린다면 폐사율 감소, 면역력 증진, 증체량 향상 등 가축의 생존 및 성장에 도움을 줄 수 있다.