바이오인

출처 : 생화학분자생물학뉴스

생물막 (biofilm)에 대한 최신 연구 동향

이 준 희
/부산대학교 약학대학 약학과

서론

생물막은 미생물이 스스로 분비한 다량체 기질 (polymeric matrix)속에 형성된 미생물들의 3차원적 조물로써, 고체 표면위에 막 형태로 형성된다. 미생물에 의한 생물막은 거의 모든 종류의 고체 표면과 아있는 생물의 조직에서 형성될 수 있다. 특히 감염 과정에서 병원균은 숙주의 상피세포, 뼈, 치아, 혈관내벽 등을 비롯해 카테터 (catheter), 각종 삽입 보형물 (implant), 인공장기 같은 의,치과 의료기구에도 생물막을 형성한다 (Fux et al, 2005). 또한 수도관, 하수관, 정수기, 공기 정화시설 등 미생물이 접근할 수 있는 모든 종류의 인공 시설물에도 생물막을 형성할 수 있기 때문에, 이것이 미생물에 의한 생물학적 현상임에도 불구하고 의학, 치의학, 약학 등을 비롯해 토목, 건축, 도시, 환경 공학 등 광범위한 분야에서 오랫동안 다루어져 온 관심사 중의 하나였다. 또한 생물막 형성을 막을 수 있는 표면처리법이나 재개발이라는 측면에서 재료공학이나 화학공학에서도 관심을 가져온 주제이다.

생물막은 표면에 강하게 부착되어 있어 제거가 어렵고, 생체내에서는 접촉에 의한 만성 염증의 원인이 된다. 또한 표면으로부터 지속적으로 미생물을 방출하기 때문에, 유해 미생물의 저장소 (reservoir)와 같은 역할을 한다는 점에서 공중 보건상 매우 큰 문제를 야기한다. 생물막 속의 미생물은 부유생활(planktonic life)을 할 때에 비해 가혹한 환경, 항생제, 면역세포의 공격 등에 대해 훨씬 강한 저항력을 가지기 때문에 멸균, 소독, 치료가 극히 어렵다. 최근의 보고에 따르면 전체 감염성 질환의 65%정도가 생물막에 의한 것으로 추산되고 있으며 충치와 잇몸 염증의 가장 큰 원인이기도 하다 (Ymele-Leki and Ross, 2007). 따라서 생체내, 구강내, 수도관, 하수관, 통기관 등 다양한 환경조건에서 생물막 형성을 막거나 이미 형성된 생물막을 제거하는 방법이 오래도록 연구되어 왔으나 아직 어느 분야에서도 충분히 효율적인 생물막 방지 혹은 제거 기법을 개발하지는 못하였다. 한편, 오,폐수의 정화, 수돗물 정수에서는 유기물 제거에 생물막이 유용하게 이용된다는 점에서 (Singh et al., 2006), 최근에는 일방적으로 생물막을 제거하기 보다는 생물막 형성에 중요한 미생물의 생리적 특성을 이용하여 생물막의 형성과 이탈을 원하는 방향으로 제어할 수 있는 방법을 개발하려는 움직임이 대두되고 있다. 

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