식품의 유통기한을 연장하기 위해 제조업체에서는 종종 제품에 방부제를 첨가합니다. 이러한 물질은 식품을 부패시킬 수 있는 미생물을 제거하도록 설계되었습니다. 설탕, 소금, 식초, 알코올과 같은 전통적인 방부제는 오랫동안 사용되어 왔지만, 현대 식품 라벨에는 종종 벤조산나트륨, 프로피온산칼슘, 소르빈산칼륨과 같은 더 모호한 첨가물이 나열되어 있습니다. 병원균을 파괴하는 능력으로 널리 사용되는 식품 방부제에 대한 연구에 따르면 유익한 박테리아에도 영향을 미쳐 장내 미생물 균형에 위험을 초래할 수 있는 것으로 나타났습니다.

박테리아는 경쟁 미생물을 죽이기 위해 박테리오신이라는 화학 물질을 생산합니다. 이러한 화학 물질은 식품에서 잠재적으로 위험한 병원균을 죽임으로써 천연 방부제 역할을 합니다. 란티바이오틱스는 특히 강력한 항균 특성을 지닌 박테리오신의 일종으로 식품 산업에서 널리 사용됩니다.

Lantibiotics의 광범위한 사용에도 불구하고 이러한 비오틴이 이를 섭취하는 사람들의 장내 미생물군집에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 장내 미생물은 영양분을 분해하고, 대사산물을 생성하며, 무엇보다도 병원체로부터 방어함으로써 신체에 중요한 이점을 제공하는 공생 박테리아와 함께 섬세한 균형을 이루고 있습니다. 너무 많은 공생 박테리아가 항균 식품 방부제에 의해 무차별적으로 죽으면 기회주의적 병원성 박테리아가 장악하여 혼란을 초래할 수 있으며, 그 결과는 애초에 오염된 음식을 먹는 것보다 나을 것이 없습니다.

시카고 대학의 과학자들이 ACS Chemical Biology 저널에 발표한 새로운 연구에 따르면 가장 일반적인 종류의 생물학적 제제인 Lantibiotics가 인간의 건강을 유지하는 병원체와 장내 공생 박테리아에 대한 강력한 억제 효과가 있는 것으로 나타났습니다.

니신은 맥주와 소시지부터 치즈와 딥에 이르기까지 모든 것에 일반적으로 사용되는 살균제입니다. 이는 소의 유선에 서식하는 박테리아에 의해 생성되지만 인간 장내 미생물도 유사한 살생물제를 생성합니다. 시카고 대학의 Donald F. Steiner 교수이자 Duchosos Family Institute의 소장인 Eric Pamer 박사 실험실의 박사후 연구원인 Zhenrun "Jerry" Zhang 박사는 자연적으로 발생하는 비오틴이 공생 장내 세균에 미치는 영향을 연구하고 싶었습니다.

"본질적으로 니신은 오랫동안 우리 음식에 첨가된 항생제이지만 이것이 우리 장내 미생물에 어떤 영향을 미치는지는 잘 연구되지 않았습니다."라고 Zhang은 말했습니다. "식품 오염을 예방하는 데 매우 효과적일 수 있지만 우리 몸의 장내 미생물에 더 큰 영향을 미칠 수도 있습니다."

그와 그의 동료들은 인간 장내 세균 게놈의 공개 데이터베이스를 조사하여 니신과 매우 유사한 6가지 장 유래 란티바이오틱스를 생산하는 유전자를 발견했으며 그 중 4개는 새로운 것입니다. 그런 다음 그들은 일리노이 대학교 어바나-샴페인 캠퍼스의 화학과 교수인 Wilfred A. van der Donk 박사와 협력하여 병원균과 공생 장내 세균에 미치는 영향을 테스트하기 위해 이러한 항생제의 다양한 버전을 생산했습니다. 연구자들은 서로 다른 Lantibiotics가 서로 다른 효과를 가지고 있지만 병원균과 일반 박테리아를 죽이는 데는 동일하게 효과적이라는 것을 발견했습니다.

Zhang은 "이 연구는 처음으로 장내 공생 박테리아가 란티바이오틱스에 취약하고 때로는 병원체보다 더 민감하다는 것을 보여줍니다. 현재 식품에 함유된 란티바이오틱스 함량으로 판단하면 장 건강에도 영향을 미칠 가능성이 높습니다"라고 말했습니다.

Zhang과 그의 팀은 또한 Lantibiotics의 구조를 연구하여 Lantibiotics의 활동을 더 잘 이해하고 항균 특성을 어떻게 활용할 수 있는지 연구했습니다. 예를 들어, 또 다른 연구에서 팔머 연구실은 란티비오틴을 생산하는 미생물을 포함해 4가지 미생물로 구성된 컨소시엄이 항생제 내성 장구균으로부터 생쥐를 보호하는 데 도움이 된다는 사실을 발견했습니다. 그들은 또한 이러한 유형의 박테리아가 다양한 조건과 식단에서 어떻게 장에 서식하는지 더 잘 이해하기 위해 다양한 인구 집단에서 랜드비오틴 저항성 유전자의 유병률을 연구하고 있습니다.

Zhang은 "Lantibiotics와 그 파생 균주가 항상 건강에 유익한 것은 아닌 것으로 나타나기 때문에 우리는 Lantibiotics의 보다 유익한 항균 특성을 활용하면서 잠재적인 부작용을 상쇄할 수 있는 방법을 찾고 있습니다"라고 말했습니다.