[질병] 고대 DNA 분석 결과, 브루셀라병 병원균은 농업 발달과 함께 진화한 듯

트리니티 칼리지 더블린Trinity College Dublin 제공
 

Mentese6 유전자의 게놈 기반 분석을 통해 브루셀라 멜리텐시스(Brucella melitensis)의 기원을 밝혀내다. 출처: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50536-1

(2024년 7월 26일) 과학자들이 8,000년 된 양뼈에서 추출한 고대 DNA를 분석하여 브루셀라 멜리텐시스 병원균Brucella melitensis pathogen을 검출했다. 

브루셀라병Brucellosis은 매년 수백만 명에게 영향을 미치고 가축 건강에도 심각한 피해를 준다.

살균하지 않은 우유 섭취와 감염된 동물과의 접촉을 통해 전염되는 브루셀라병은 열이 오르락내리락하는 증상을 유발하며, 임산부의 경우 감염으로 인한 유산이라는 비극적인 결과를 초래할 수도 있다.

연구진은 양, 염소, 그리고 사람을 감염시키는 이 병원균의 수천 년 된 게놈을 복원하는 데 성공했다.

최근 학술지 Nature Communications에 발표된 이 연구는 대부분의 브루셀라증 감염을 일으키는 병원균인 브루셀라 멜리텐시스가 8,000년도 더 전인 신석기 시대에 존재했음을 밝혀냈다. 

우리는 얼마나 오랫동안 질병을 일으키는 병원균과 함께 살아왔을까?

인간과 동물을 모두 감염시키는 인수공통감염병zoonoses의 병원균은 어떻게, 그리고 언제 진화했을까?

그리고 우리는 그 진화에 어떤 역할을 했을까?

이러한 질문들은 오랫동안 연구자들을 당혹스럽게 했다. 특히 아주 먼 과거를 연구하는 것이 어렵기 때문이다. 

하지만 최근 고대 DNA 분야의 발전, 즉 뼈와 치아에 보존된 수천 년 전 생물의 게놈을 분석하는 기술은 이러한 질문들에 직접적으로 답할 수 있게 해주었다. 

사진은 DNA를 추출하기 전 도기 그릇에 담긴 8,000년 된 양뼈 조각이다. 사진 제공: 트리니티 칼리지 더블린

 
이번 연구에서 국제 유전학자 및 고고학자 연구팀은 터키 북서부 고고학 유적인 멘테셰 회위크Menteşe Höyük에서 출토된 8,000년 된 양 뼈에서 브루셀라균 DNA를 검출하는 데 성공했다.

이는 세계 최초의 축산업자들이 키우던 양떼에서 이 병원균이 유행했음을 보여준다. 

트리니티 칼리지 더블린 유전학 및 미생물학 박사 과정생이자 이번 연구 주저자인 루이 르호트Louis L'Hôte는 "고대 병원균 DNA를 찾는 것은 건초 더미에서 바늘을 찾는 것과 같다"고 말한다. 

"유전자를 분석하려면 DNA가 잘 보존되어야 하고, 동물의 생전에 감염원이 존재해야 합니다. 다행히 멘테셰 회위크에서 브루셀라 멜리텐시스를 발견했는데, 이는 신석기 시대에 이 박테리아가 가축을 감염시켰다는 증거입니다." 

연구진은 게놈 분석을 통해 주로 양과 염소를 감염시키는 브루셀라 멜리텐시스가 주로 소를 감염시키는 브루셀라 아보르투스Brucella abortus와 공통 조상으로부터 진화한 시기를 추정할 수 있었다.

그들은 이 진화가 약 9,800년 전, 작물 재배와 가축 사육이 처음 시작된 신석기 시대에 일어났을 것으로 추정한다. 

흥미롭게도, 이 시기는 농경 사회에서 다양한 종류의 동물을 기르며 가축 사육이 더욱 발달한 시기와 겹친다. 

"양, 염소, 소, 돼지처럼 이전에는 한 공간에서 함께 생활한 적이 거의 없는 동물들을 초기 목축업자들이 한데 모으면서, 병원균이 숙주를 옮겨 다니는 진화적 용광로를 만들어냈을지도 모릅니다."

이번 연구를 지도한 더블린 대학교(University College Dublin, 이전에는 트리니티 칼리지 소속) 애드 아스트라 조교수 케빈 데일리Kevin Daly 박사는 말한다. 

그는 또한 "인류가 동물을 가축으로 기르기 시작한 이래로 질병에 노출될 위험을 감수해 왔으며, 이는 1만 년이 지난 지금도 우리가 여전히 씨름하고 있는 문제"라고 덧붙였다. 


Publication details
Louis L'Hôte et al, An 8000 years old genome reveals the Neolithic origin of the zoonosis Brucella melitensis, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50536-1 

Journal information: Nature Communications 
Provided by Trinity College Dublin 
 
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