콜레라균

콜레라균(Vibrio cholerae)은 그람 음성, 통성 혐기성 세균이다. 기수나 바닷물에 자연적으로 서식하며, 게나 새우, 기타 갑각류의 키틴으로 이루어진 갑각에 붙어서 생활한다. 콜레라균의 일부 변종은 사람에게 병원성을 가져 콜레라를 유발한다. 덜 익거나 익히지 않은 해산물을 섭취하여 콜레라에 걸릴 수 있다.

콜레라균은 1849년 펠릭스 아르키메드 푸셰에 의해 일종의 원생동물로 처음 기술되었다. 필리포 파치니는 그것을 박테리아로 정확히 식별하였다. 콜레라의 원인이 되는 박테리아는 1884년 로버트 코흐에 의해 발견되었다. 삼부 나트 드는 콜레라 독소를 분리하고 1959년에 독소를 콜레라의 원인으로 입증했다.

콜레라균은 호흡 및 발효 대사를 한다. O1NCBI: Vibrio cholerae O1 (serogroup)과 0139NCBI: Vibrio cholerae O139 (serogroup)라는 2개의 혈청형이 콜레라를 발병시킨다. 주로 오염된 물을 마셔서 감염되므로 위생과 관련이 있다. 콜레라균이 몸속으로 들어가면 장 점막을 침범하여 수 시간에서 2~3일 이내에 숙주에게 설사와 구토를 유발할 수 있다.

 발견 
 초기 관찰 
3차 콜레라 범유행 동안 질병의 원인을 이해하기 위한 몇가지 연구가 있었다. 감염이 오염된 공기를 통해 퍼진다는 이론은 더 이상 신빙성이 없었고 영국의 의사인 John Snow는 1854년 런던에서 콜레라가 식수를 통해 퍼지는 감염병이라는 설득력 있는 증거를 최초로 제시했다.

콜레라균은 프랑스 동물학자 Félix-Archimède Pouchet에게 현미경을 통해 처음으로 관찰되었다. 1849년 Pouchet는 콜레라에 걸린 4명의 대변 샘플을 조사했고 프랑스 과학
아카데미에서 콜레라균에 대하여 발표하였으나 콜레라균이 원생동물이라고 믿는실수를 했다.

 콜레라균의 확인 
이탈리아의 내과 의사인 필리포 파치니(Filippo Pacini)는 피렌체에서 콜레라 발병을 조사하던 도중 콜레라의 원인균은 새로운 종류의 균이라는 것을 알아냈다. 파치니는 시신의 부검을 진행하여 신체 조직과 체액을 현미경으로 세심히 관찰하였다. 대변과 장 점막에서 파치니는 쉼표 모양의 간균을 발견하였다.

 특징 

 감염특이성 
콜레라균은 인간의 장 상피세포의 세포막에 존재하는 수용체와 부착한다. 이 때 부착에 관여하는 분자를 '부착소'라고 하는데, 이 부착소는 사람의 수용체와 결합하기에 적합한 형태로 만들어져 있어 종 특이성을 갖는다. 부착은 콜레라 병원체의 부착소가 숙주 조직 세포막의 수용체에 결합하는 과정이며, 다른 동물의 막 수용체는 콜레라균의 부착소와 딱 맞지 않거나 분포에 차이가 있어 감염이 진행되지 않고, 인간에게만 감염이 일어난다.

 독소배출방식 
콜레라 독소는 두 개의 부분으로 이루어진 단백질 독소로, A 소단위체와 B 소단위체가 함께 결합한 AB형 독소이다. 이 중 B 단위체는 사람의 소장 상피세포 표면에 존재하는 GM1 수용체와 결합하여 독소가 세포에 붙을 수 있도록 돕는 역할을 한다. 반면 A 단위체는 세포 내부로 유입된 후 작용하는 독성 성분으로, 세포 내에서 cAMP 농도를 비정상적으로 증가시키고 이로 인해 소장에서 물과 이온이 과도하게 분비되도록 유도한다.

또한 콜레라균은 AB 독소의 결합 효율을 높이는 전략도 가지고 있다. 일반적으로 GM1 수용체는 다른 당질 분자들에 의해 표면에서 부분적으로 가려져 있어 독소가 쉽게 접근하기 어렵다. 그러나 콜레라균은 이러한 당질을 분해하는 효소를 함께 분비하여 수용체를 드러내도록 만든다. 이 과정은 AB 독소가 GM1에 더 잘 결합할 수 있게 하여 독소 작용을 강화한다.

 암살자 생활주기와 형질 전환 능력 
콜레라를 일으키는 세균 Vibrio cholerae는 사람에게서만 병원성 생활을 하는 것이 아니라 바다 속에서는 주변 미생물과의 경쟁에서도 공격적인 전략을 사용한다. 이 세균은 VI형 분비 시스템이라 불리는 정교한 수축 구조체를 이용하여 작용자라 불리는 독소분자를 희생당하는 세포에 주입한다. 이러한 작용자에 대한 방어 능력이 없는 세포는 결국 세포막이 파괴되어 내부 성분을 밖으로 흘려보내며 사멸한다.

최근 연구에서는 V. cholerae가 단순히 경쟁자를 제거하는 것에 그치지 않고, 사면한 세포에서 유출된 DNA를 흡수하여 자신의 유전체에 통합한다는 사실이 확인되었다. 이 과정은 '자연 형질전환'으로 불리며, 특정 DNA를 획득하는 시스템을 통해 이루어진다. 이때 약 수십 개의 유전자가 한꺼번에 전이될 수 있으며, 그 결과 항생제 저항성이나 병원성 인자와 같은 유용한 형질이 세균 내부로 편입될 가능성이 생긴다.

 갤러리 

 같이 보기 
 식수
 2010년대 아이티 콜레라 발생
 콜레라 백신

 각주 

 외부 링크 


 Copepods and cholera in untreated water 
 Vibrio cholerae El Tor N16961 Genome Page
 Type strain of Vibrio cholerae at BacDive - the Bacterial Diversity Metadatabase

분류:생물학
분류:1854년 기재된 세균