죽음, 미생물이 당신을 점령하기 시작하는 순간.

그들 수백만이 당신이 죽기를 원하고 있습니다!!

이것은 트위터에 떠돌아다니는 별 볼일없는 음모론이 아닙니다. 바로 여러분 몸 속에서 일어나고 있는 일종의 전쟁에 관한 이야기 입니다. 놀랍게도 당신의 몸 속에 있는 미생물의 숫자는 당신을 이루고 있는 세포 숫자보다 10배는 많습니다.

숙주의 사후 미생물들이 어떤 역할을 하는지는 미스테리한 영역이었습니다. 그래서 연구자들이 처음으로 사후 미생물의 행동에 대해서 연구했습니다. 이 미생물들은 당신이 죽은 뒤에는 마치 군대와 같이 당신의 몸을 점령해나갑니다. 이 연구의 결과는 법의학이나 약학분야에 응용될 수 있을 것입니다.

당신이 살아있는 동안에 100조 마리나 되는 미생물 집단은 당신의 이익을 위해서 살아갑니다. 이 친구들은 철저한 give & take 정신으로 음식만 지속적으로 공급해준다면 우리의 소화를 도와주고 면역 기능이 제대로 작동하도록 도와줍니다. 이 착한 미생물들은 장내벽에 붙어 해로운 미생물들이 증식하지 못하도록 균형을 맞춰줍니다.

하지만 우리가 죽고나면 이 대규모 미생물 군대는 파티를 벌입니다. 숙주가 죽는다는 것은 곧 숙주의 세포들이 죽는다는 것을 의미합니다. 세포가 죽으면 내부의 탄수화물과 아미노산, 지질 등의 영양분들이 터져나옵니다. 미생물들은 이 기회를 놓치지 않고 광란의 파티를 벌입니다. 엄청난 양의 양분을 한꺼번에 섭취하고 증식합니다. 그리고 혈관계와 림프계 같은 몸 속 순환계를 타고 면역 시스템이 멈춰버린 온 몸으로 진군하기 시작합니다.

미생물들이 어떻게 차가운 시체를 차츰 점령해나가는지를 밝혀낸다면 병리학자들로 하여금 사망 시간이 언제인지, 사체가 어디에 있었는지, 부패되는 시체가 주변 토양과 생태계에 어떤 영향을 미치는지도 알 수 있습니다. 지금까지 이 분야의 연구자들은 어떻게 사체 외부의 곤충과 미생물이 시체를 분해하는지에 초점을 맞춰 연구를 진행해왔습니다.

앨러배마 몽고베리 대학의 Peter Noble교수는 사체가 외부와 고립된 상태에서 어떻게 부패가 진행되는지를 연구하기 위해 몇 가지 장기에서 선택적으로 미생물을 채취했습니다. 그리고 사후 그 많은 장내 미생물 중 어떤 미생물이 어디로 가는지, 어디까지 갈 수 있는지에 대해 연구했습니다.

보통 미지의 미생물을 확인하기 위해서는 페트리 접시 위에 그 미생물을 배양해봐야 합니다. 하지만 장내 미생물의 경우에는 특히 배양하기가 어렵습니다. 그래서 연구팀은 미생물을 배양하는 대신 사체의 조직에서 박테리아 DNA를 채취하여 증폭시킨 후 그 어떤 종류의 DNA가 있는지를 분석하여 어떤 종류의 미생물이 사체 조직에 있었는지를 알아내는 방법을 사용하였습니다. 연구팀은 사망한지 20에서 240시간이 경과된 11구의 사체에서 간, 비장, 뇌, 심장 조직을 채취했습니다.

가장 최근에 사망한 사체 조직에서 채취한 샘플에서는 Streptococcus와 Lactobacillus, Escherichia coli 등이 더 이상 산소가 공급되지 않는 조직에서 그나마 남아있는 나머지 산소를 남김없이 흡입하고 있었습니다. 이 녀석들은 모든 사람들에게서 흔히 발견되는 미생물 입니다.

사망시간이 경과될 수록 산소가 없어도 살 수 있는 Clostridium종이 더 많이 발견되었습니다. 호흡이 정지된 사체에는 산소공급이 중단되기 때문입니다. 이 외에도 보톡스 중독을 일으키는 C. botulinum과 병원에서 흔히 감염될 수 있는 C. difficile이 몇몇 사체에서 발견됬다고 합니다. 또 흔한 종 중 하나인 C. novyi도 한 구에서 발견되었습니다.

하지만 연구팀의 예상과는 다르게 미생물의 분포에는 정확한 패턴이 없어서 시간에 따른 미생물의 분포 패턴을 예상할 수는 없었다고 합니다. Noble은 각종 미생물들이 각자의 라이프 스타일에 맞게 서로다른 장기로 퍼질 것으로 예상기 때문에 이 결과는 매우 놀라운 결과라고 합니다. 예를 들어 강력한 소화력을 가진 담즙에도 견딜 수 있는 미생물들은 간에, 철 농도가 높은 곳에서도 살 수 있는 미생물은 비장에 분포할 것이라고 예상했다는 것입니다.

연구 결과는 이와 반대로 사체 내부에서 장기 마다 분포하는 미생물의 차이보다 사체간 그리고 사후 경과 시간에 따른 차이가 더 크다고 말하고 있었습니다. (Journal of Microbiological Methods, doi.org/t6x)

그렇다면 과연 개인 별 미생물 분포의 차이를 이용하여, 사체를 profiling 하는데, 즉 신원확인을 할 수 있을까? 재해나 범죄로 인해 사망한 사체를 시신의 옷가지와 소지품에 묻어있는 미생물을 이용하여 식별할 수 있다면 법의학 분야에서 유용하게 사용될 수 있을것이다.

텍사스 헌츠빌의 Same Houston State 대학의 또다른 사후미생물학 연구자인 Sibyl Bucheli는 "이 문제의 답은 오로지 많은 샘플링을 통해 얻을 수 있을 것"이라고 합니다. 그녀는 사람의 장 속이나 피부의 미생물들은 그 사람이 그 순간에 처한 환경에 따라 큰 영향을 받는다는 점을 지적했습니다. 사후미생물학의 경우에도 마찬가지입니다. 이것은 사람들이 가지고 있는 고유의 미생물이 개인마다 다르다고 해도 비슷한 환경 속의 사람들은 비슷한 미생물을 가지고 있을 가능성이 높다는 것을 뜻입니다. 또 개인이 가진 고유 미생물의 차이가 적다는 점은 이를 이용한 profiling이 어렵다는 것을 의미하기도 합니다.

만약 미생물을 이용한 profiling이 어렵다고 하더라도 다른 방식으로 이 연구 결과를 이용해 볼 수도 있습니다. 영국 Staffordshire대학의 John Cassella교수는 다음과 같은 응용방안을 제시했는데요, bacteria의 DNA 염기 서열을 알아내어 사망 원인균을 규명하거나 항균제 효능 실험 시 그 효과를 판단하는데 유용하게 사용될 수 있을것이라고 합니다.

Bucheli교수는 덧붙여 체내에서의 세균 군집의 이동 패턴이 밝혀진다면 사체의 정확한 사망시간을 밝혀내는 일종의 '시계'로써 사용할 수도 있다고 했습니다.

한편 Cassella교수는 피부의 박테리아는 외부 요소에 의해 영향을 받아 오염되기 쉽기 때문에 체내 조직의 박테리아를 연구하는것이 더 효과적일 수 있다고 합니다. 만약 사체가 사후에 사망 장소와 다른 장소로 옮겨진다면 상대적으로 환경에 덜 영향을 받는 체내 박테리아가 더 정확한 정보를 줄 것이기 때문이라고 합니다.

어찌됬던간에 이 연구로 이 전에는 생물학계에 없었던 데이터들을 얻을 수 있었고, 이러한 박테리아 생태계를 자료화 하는 것은 인간과 미생물계의 공존을 이해하는데 도움이 된다고 Bucheli교수는 말합니다.

지금 연구진은 100구의 사체로 더 큰 실험을 막 시작했기 때문에 사후미생물학이 더 놀라운 결과를 가져오기까지는 그리 긴 시간이 걸리지 않을 것 같습니다.

출처: https://threelab.tistory.com/entry/죽음-미생물이-당신을-점령하기-시작하는-순간 [ThreeLab.]