투탕카멘 버섯에 항암 성분 함유, 연구 결과 밝혀져

1922년 11월, 고고학자 하워드 카터는 봉인된 투탕카멘 왕의 무덤에 난 작은 구멍을 통해 내부를 들여다보았습니다. 그에게 뭔가 볼 수 있느냐는 질문에 그는 "네, 정말 놀라운 것들이 보입니다."라고 답했습니다. 그러나 불과 몇 달 후, 그의 재정 후원자였던 카나번 경이 의문의 병으로 사망했습니다. 그 후 몇 년 동안 발굴팀의 다른 몇몇 구성원들도 비슷한 운명을 맞이했고, 이는 한 세기가 넘도록 대중의 상상력을 사로잡아 온 "파라오의 저주"라는 전설에 불을 지폈습니다.

수십 년 동안 이러한 미스터리한 죽음은 초자연적인 힘에 의한 것으로 여겨졌습니다. 그러나 현대 과학은 더 유력한 원인을 밝혀냈습니다. 바로 독성 곰팡이인 아스페르길루스 플라부스(Aspergillus flavus)입니다. 그리고 이제, 놀라운 반전이 벌어지고 있습니다. 바로 이 치명적인 미생물이 암과의 싸움에서 강력한 무기로 변모하고 있습니다.

아스페르길루스 플라부스는 토양, 썩은 식물, 그리고 저장된 곡물에서 흔히 발견되는 곰팡이입니다. 고대 무덤의 밀폐된 방을 포함한 혹독한 환경에서도 생존하는 것으로 악명이 높으며, 그곳에서는 수천 년 동안 휴면 상태에 있을 수 있습니다.

이 곰팡이는 교란되면 포자를 방출하여 특히 면역 체계가 약한 사람들에게 심각한 호흡기 감염을 유발할 수 있습니다. 이는 투탕카멘의 "저주"라고 불리는 사례와 1970년대 폴란드 카지미르 4세의 무덤을 방문했던 여러 과학자들의 사망과 같은 유사한 사례들을 설명할 수 있습니다. 두 사례 모두 후속 연구를 통해 A. flavus의 존재가 밝혀졌으며, 그 독소가 질병과 사망의 원인일 가능성이 높습니다.

치명적인 악명에도 불구하고, 아스페르길루스 플라부스는 이제 놀라운 과학적 발견의 중심에 서 있습니다. 펜실베이니아 대학교 연구진은 이 곰팡이가 항암 효과를 가진 독특한 분자들을 생성한다는 사실을 발견했습니다.

이 분자들은 리보솜에서 생성되어 번역 후 변형(RiPP)을 겪는 펩타이드 그룹에 속합니다. 지금까지 박테리아에서는 수천 개의 RiPP가 발견되었지만, 균류에서는 소수에 불과했습니다.

이러한 곰팡이 RiPP를 발견하는 과정은 결코 간단하지 않았습니다. 연구팀은 12종의 아스페르길루스(Aspergillus) 균주를 연구하여 유망한 분자의 존재를 나타내는 화학적 특징을 찾았습니다. 아스페르길루스 플라부스(Aspergillus flavus)는 곧바로 유력한 후보로 떠올랐습니다.

과학자들은 다양한 곰팡이 균주에서 추출한 화학물질을 알려진 RiPP 복합체와 비교하여 유망한 일치점을 발견했습니다. 발견을 확인하기 위해 관련 유전자를 비활성화하고 표적 화학물질이 사라진 것을 확인하여, 출처를 찾았음을 증명했습니다.

이러한 화학물질을 정제하는 것은 매우 어려운 과제로 입증되었습니다. 그러나 바로 이러한 복잡성 때문에 곰팡이 RiPP가 놀라운 생물학적 활성을 발휘합니다.

연구팀은 결국 아스페르길루스 플라부스(Aspergillus flavus)에서 네 가지 다른 RiPP를 분리했습니다. 이 분자들은 서로 맞물린 독특한 고리 구조를 가지고 있었는데, 이는 이전에는 보고된 적이 없는 특징이었습니다. 연구진은 이 새로운 화합물을 분리된 곰팡이의 이름을 따서 "아스페리지마이신(asperigimycin)"이라고 명명했습니다.

다음 단계는 아스페리기마이신을 인간 암세포에 시험하는 것이었습니다. 어떤 경우에는 암세포의 성장을 멈췄는데, 이는 아스페리기마이신이 언젠가 특정 유형의 암에 대한 새로운 치료법이 될 수 있음을 시사했습니다.

과학자들은 이러한 화학 물질이 암세포에 어떻게 침투하는지 또한 밝혀냈습니다. 아스페리지마이신과 같은 많은 화합물이 약효는 있지만, 세포에 충분히 침투하여 효과를 발휘하지 못하기 때문에 이 발견은 중요합니다. 특정 지방(지질)이 이 과정을 촉진할 수 있다는 사실이 밝혀지면서 과학자들은 약물 개발을 위한 새로운 도구를 얻게 되었습니다.

추가 실험 결과, 아스페리기마이신이 암세포 분열 과정을 방해할 가능성이 있는 것으로 나타났습니다. 암세포는 통제할 수 없이 분열하며, 이러한 화합물은 세포 분열에 필수적인 세포 내 지지 구조인 미세소관의 형성을 차단하는 것으로 보입니다.

엄청난 미개발 잠재력

이러한 교란은 특정 세포 유형에만 특이적으로 나타나 부작용 위험을 줄일 수 있습니다. 하지만 아스페리지마이신의 발견은 시작에 불과합니다. 연구진은 다른 균류에서도 유사한 유전자 군집을 발견했는데, 이는 앞으로 더 많은 균류 RiPP가 발견될 것임을 시사합니다.

지금까지 발견된 거의 모든 진균 RiPP는 강력한 생물학적 활성을 가지고 있어, 이 분야는 막대한 미개발 잠재력을 지닌 과학 분야입니다. 다음 단계는 다른 시스템과 모델에서 아스페리지마이신을 시험하는 것이며, 향후 인체 임상 시험으로 진출하기를 기대하고 있습니다. 만약 성공한다면, 이 분자들은 현대 의학에 혁명을 일으킨 페니실린과 같은 다른 진균 약물들의 대열에 합류할 수 있을 것입니다.

아스페르길루스 플라부스(Aspergillus flavus) 이야기는 자연이 어떻게 위험의 원천이자 치유의 원천이 될 수 있는지를 보여주는 훌륭한 사례입니다. 수 세기 동안 이 곰팡이는 고분에 숨어 미스터리한 죽음과 "파라오의 저주"라는 전설의 원인이 되는 소리 없는 살인자로 여겨져 왔습니다. 오늘날 과학자들은 동일한 치명적인 포자를 사용하여 생명을 구하는 약을 개발함으로써 그러한 두려움을 희망으로 바꾸고 있습니다.

저주에서 치유로의 이러한 변화는 자연 연구에 있어 끊임없는 연구와 혁신의 중요성을 강조합니다. 자연은 우리에게 해로움과 치유를 동시에 선사하는 화합물들로 가득한 놀라운 약국을 제공해 왔습니다. 이러한 비밀을 밝혀내는 것은 과학자와 엔지니어의 몫입니다. 최신 기술을 활용하여 새로운 분자를 발굴, 변형하고, 질병 치료 효과를 시험해야 합니다.

아스페리지마이신의 발견은 무덤에서 발견된 독버섯처럼 가장 예상치 못한 출처조차도 혁신적인 신약 개발의 열쇠를 쥐고 있을 수 있음을 일깨워줍니다. 연구자들이 균류의 숨겨진 세계를 계속 탐구하는 가운데, 그 표면 아래에는 또 다른 의학적 돌파구가 기다리고 있을지 누가 알겠습니까?