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친할 만한 곰팡이균

Friendly Fungi


암과 싸우는 곰팡이가 발견돼 화제다. 사진은 암 수술장면
 

뉴스에서 곰팡이 균이 여느때와는 달리 호의적으로 소개되고 있다. 문제는 '곰팡이'라는 단어가 기분 좋지 않다는 것이다. 먹을 수 있는 것이 아닌 한 곰팡이는 대부분의 사람들이 좋아하지 않는 유기체의 대명사다.

다세포 형태의 버섯에서부터 빵을 부풀리고 음료를 발효시키는 이스트와 같은 단세포에 이르기까지, 우리는 여러 형태의 곰팡이를 먹는다. 그 외의 곰팡이는 빵에 슬어 있는 것과 같이 불쾌한 것, 무좀과 같이 짜증나는 것, 세균성 질환과 같이 위험한 것으로 여겨진다. 그러나 우리는 많은 항생물질이 곰팡이의 변종들이라는 것을 잊어버리고 있다.

지금 그 보잘것 없는 곰팡이들은 우리가 생각했던 것 이상으로 우리에게 가까이 와 있다. 이보다 더 중요한 사실은 암과 싸우는 곰팡이가 발견되었다는 것이다.

암은 인류에게 내려진 천형이다. 유방암이나 난소암이 있었거나 친척 중에 있는 사람의 생명은 항시 위태롭다. 유방암은 조기진단이 가능하고 적절한 조치만 취한다면 상당히 나아질 수 있다.

난소암은 조기에 발견하기가 매우 힘들기 때문에 다른 암들과 같지 않다. 매년 1만2천5백명의 여성이 난소암으로 죽어가는데, 이들의 약 80%는 암이 완전히 퍼진 뒤에야 그 사실을 알았다. 난소암의 생식세포 변종은 젊은 여성도 위협한다. 한편 나이든 여성에게는 상피세포와 그 사이 간질세포에서 난소암이 생긴다.

나이든 여성에게서 이 병은 상당히 진행되고 난 뒤 발견되지만 그때는 이미 치명적인 상태다. 유방암은 가슴에 있는 응어리를 만져봄으로써 알 수 있지만 난소의 해부학적인 변화를 느낄 수는 없다. 새로운 검사법으로 난소암을 찾아낼 수 있지만 유방암과 같이 흔하지 않다는 이유로 잘 사용되지 않고, 이 때문에 여성들은 수시로 검사를 받아야 한다는 압박감을 별로 느끼지 않는다.

흔히 사용되는 난소암 검사법은 골반을 초음파로 테스트하는 것인데, 매년 조사한다면 난소의 변화는 감지된다. 브라운 대학의 종양학자 그래네이에 의하면 모노클론 항체인 CA 125를 이용한 혈액검사법도 있지만, 초기 난소암에는 별 효과가 없으며 많은 경우 잘못된 양성반응과 잘못된 음성반응이 나온다고 한다.

최근에 개발된 난소암 검진법은 태평양주목(朱木)의 껍질에서 채취한 항암제인 텍솔을 환자에게 투여하는 것이다. 텍솔은 엄청나게 비쌀뿐만 아니라 구하기도 힘드는데, 이는 주목 그 자체가 희귀하기 때문이다.

텍솔은 다른 종양에도 잘 듣기 때문에, 공급보다 수요가 훨씬 많다. 심지어 완벽한 검사조차 아직 어려운 상태다. 그러나 요즘 진행되고 있는 조사에서 텍솔공급이 채산성이 있는 것으로 판명된다면, 텍솔은 활발히 연구되어 필요한 모든 사람에게 충분히 공급될 것이다. 최근 몬타나주립대 식물병리학과에 있는 A. 스틸러와 G. 스트로벌, 그리고 화학과의 D. 스틸러에 의해 텍솔이 곰팡이로부터 추출되었다. 텍소마이시스 안드레아나이라고 이름 붙여진 이 곰팡이는 텍수스 브레비폴리아라고 불리는 태평양 주목의 안쪽 껍질에서 살고 있다. 주목에는1백99종의 다른 미생물도 있지만 오직 이 곰팡이만이 텍솔을 만들어낸다. 생물활성을 조사해본 결과 곰팡이로부터 채취된 텍솔은 면역학적으로나 세포독소적으로 나무에서 채취된 것과 같은 활성을 보였다. 이 연구 결과는 놀랄 만한 것이긴 하지만, 당장 텍솔이 대량생산 단계에까지 이른 것은 아니라는 것을 우리는 명심해야 할 것이다. 이를 위해서는 보다 나은 배양기술이 개발되어야 한다. 유전공학을 이용하면 더 많이 생산할 수 있을 뿐 아니라 텍솔의 부작용까지 없앨 수 있을 것이다. 우리의 바람은 모든 사람에게 텍솔이 충분히 공급되고, 태평양 주목도 멸종되지 않고 보호받는 것이다.

이제 곰팡이균과 좀 더 친밀감이 느껴진다면, 달콤한 사과나 예쁜 장미보다 곰팡이가 우리와 더 가깝게 관련되었다는 놀라운 가능성에 대해서도 한번 생각해보자. 연구소의 많은 과학자들은 곰팡이의 유전적 계보로 볼 때 그것은 식물계에 속하지 않는다는 사실에 대하여 연구·실험하고 있다. 곰팡이균은 엽록소가 없는 식물로 보이지만, 사실은 11억년 전 지구에서 동물계가 식물계에서 갈라져 나올 때와 같은 식으로 분리되어 나왔는지도 모른다.

우드홀 해양생물 연구소 분자진화연구소의 미첼 소긴 박사에 의하면, 유전자 분석 결과 동물과 곰팡이 균은 공통 조상을 가지고 있다고 한다. 아마도 그 조상은 내부기관 면에서는 곰팡이 균과 비슷하고 생명주기 면에서는 동물과 유사한 어떤 단세포 유기체일 것이다.

화이트헤드연구소의 생체의학 연구부장인 G. 핑크박사에 의하면 곰팡이균과 동물이 가까운 근친관계에 있다는 사실이 사람에게 병을 유발하는 돌연변이, 특히 치명적인 신경퇴행성 질환과 같은 병을 연구하는데 이스트균이 아주 유용하게 쓰이고 있는 이유를 잘 설명해준다는 것이다.

다른 한편의 과학자들은 그러한 근친관계에 대하여 이의를 제기하기도 하지만, 중요한 것은 곰팡이 균이 이전보다는 좀 더 친하게 보인다는 것이다.
 

페니실린의 원료가 되는 푸른 곰팡이. 곰팡이가 인간에게 이롭게 쓰이는 대표적 경우다.
 

Friendly Fungi

Fungi are in the news, and favorably for a change. The trouble is that "fungus" is not a beautiful word, and is the name for an organism most people do not applaud, unless it happens to be one of the edible kinds.

We eat fungi in mamy forms, from the multicellular mushroom to the unicellular yeast that makes our bread rise and our beverages ferment. Otherwise we tend to regard fungi as unpleasant(like moldy food), irritating (like athlet's foot), or dangerous (like certain internal fungal diseases). W'e„ forget that many antibiotics are varieties of fungi.

Now, it seems, the lowly fungus may be more closely related to us than we ever thought. Even more important, one newly discovered fungus fights cancer.

Cancer is one of the scourges of humanity. Life has been perilous for those of us who have had, or whose relatives have had, breast or ovarian cancer. Breast cancer is usually easier to diagnose early, and adequate treatment can result in what amounts to a cure.

Ovarian cancer is not at all the same because it is much harder to detect early. Ovarian cancer kills 12,500 women every year, for in 80 percent of patients, the cancer has already spread by the time it's found. The germ-cell variety of ovarian cancer may attack young women, while epithelial and stromal cell ovarian cancers attack older women as well.

In older women the disease is even more likely to be far-advanced and lethal at the time of discovery. Women can easily examine their own breasts for lumps, but can't feel their own ovaries for anatomical changes. New diagnostic techniques can pick up ovarian cancer, but tend to be under-used because ovarian cancer is not as common as breast cancer, so there is less pressure on women to get the tests.

The most widely used test for ovarian cancer is the pelvic sonogram which, if done every year, can show changes in the ovaries. There are blood tests, but according to oncologist Cornelius O. Granai at Brown University School of Medicine in Rhode Island, the test using monoclonal antibody CA 125 tends to be insensitive to early-stage ovarian cancer, and there are many false positive and false negative results.

Lately one of the better methods of treating ovarian cancer is to give the patient taxol, an anti-cancer drug made from the bark of Pacific yew trees. Taxol is fiercely expensive and very hard to get, for yew trees are few.

Since taxol is useful for other tumors as well, the demand has far exceeded the supply. Even thorough testing has been difficult. But if the latest research proves profitable, taxol will now be adequately investigated and there will be enough of it for all the people who need it. Taxol has recently been isolated from a fungus, according to Andrea Stierle, Gary Strobel at the Department of plant pathology, Montana State University, and Donald Stierle at the Department of Chemistry and Geochemistry, Montana College of Mineral Science and Technology. The fungus has been named Taxomyces andreanae, which grows in the inner bark of the Pacific yew tree, or Taxus brevifolia. One hundred ninety-nine other microorganisms also grow on the yew, but only this one produces taxol.

When tested for biological activity, the fungal taxol was so similar to the taxol taken from the yew itself that it seems to have the same immunological and cytotoxic activities. This research is heartening, but it must be kept in mind that mass production of taxol from fungi is not close at hand. Better culture techniques must be found. It's possible that genetic engineering might improve production of the fungus and even do away with some of the side effects of taxol. The hope is that there will eventually be enough taxol for everyone, and that the Pacific yew will be saved from extinction.

Now, while you're feeling friendlier toward fungi, consider the amazing possibility that they are more closely related to us than a beautiful rose or a luscious apple. Several scientists at various laboratories have been experimenting and speculating that fungi have a genetic lineage that does not place them in the plant kingdom. Although fungi are organisms that seem to be plants without chlorophyll, they may have separated from Earth's plant kingdom when animals did, 1.1 billion years ago.

According to Dr. Mitchell L. Sogin and others from the Center for Molecular Evolution at the Woods Hole Marine Biological Laboratory in Massachusetts, genetic analysis shows that animals and fungi had a common ancestor, probably a single-celled organism that resembled an animal in part of its life cycle and a fungus in another part.

Dr. Gerald Fink, director of the Whitehead Institute for Biomedical Research in Cambridge, Mass., says that the closer kinship to animals indicates why yeast cells may prove to be valuable in studying mutations that give rise to human diseases, especially some of the fatal neurodegenerative disorders.

Other scientists argue about the kinship, but all in all, fungi do seem friendlier than before.

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1993년 07월 과학동아 정보

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