당신은 당신 피부의 어느 부분에 가장 다양한 박테리아들이 살고 있다고 생각하는가?
만약 땀나는 겨드랑이나 가는 털이 나있는 배꼽을 생각한다면 당신의 답은 틀렸다. 새로이 시행된 우리 몸을 둘러 싸고 있는 박테리아 생태계에 대한 ‘호구 조사’에 따르면 가장 다양한 박테리아가 살고 있는 곳은 팔뚝으로 드러났다. 그러나 이번 호구 조사가 보여주는 놀라움은 이것에 그치지 않는다.
인체의 안과 밖에 살고 있는 미생물의 수는 인체 세포의 수가 1이라면 10에 해당할 정도로 상당히 많다. 그러나 최근에 와서야 과학자들은 인간의 피부에 살고 있는 미생물들에 대한 호구 조사를 실시하였다. 지금까지는 단순히 피부에 묻어 있는 박테리아를 면봉으로 채취한 다음 실험실에서 배양해 왔는데 이러한 전통적인 방법으로 부터 얻는 결과는 실험실에서 잘 자라는 미생물들이 인체 피부에 자라는 것이라는 정확하지 않을지도 모르는 결과를 유도하였다. 이제는 지속적으로 발전하고 있는 유전자배열 조사 기술 (gene-sequencing technology) 덕택에 과학자들은 미생물의 RNA를 이용하여 박테리아를 동정할 수 있게 되었다. 이 기술을 이용하여 과학자들은 놀랍게도 인간의 피부에서 다양한 종류의 박테리아들이 존재한다는 것을 발견하였다 (“Lost in Microbial Space”, Science, 320, 1027 (2008)). 그러나 이전에 아무도 인체의 국소 부위에 따른 박테리아의 분포를 조직적으로 조사한 적은 없었다.
미국 국립 인간 게놈 연구소 (National Human Genome Research Institute)의 과학자들은 10명의 자원 자들을 모집하여 자극적이지 않은 비누로 일주일 동안 씻게 하였다. 그 후에 하루 동안 씻지 않도록 한 후 과학자들은 자원 자들의 피부 20 군데에서 면봉과 긁음으로 미생물을 채취하였다. 연구진은 채취한 시료로부터 리보솜 RNA를 분석하여 그들의 게놈에 근거하여 미생물들을 구분하였다.
연구진은 약 1000개의 미생물들을 발견하였고, 사람간에 차이는 없는 것을 봐서 사람마다 비슷한 ‘세입자’ 들을 가지고 있는 것을 알 수 있었다. 이 많은 수의 미생물들은 약 500 - 1000 개의 미생물을 지니고 있는 체내의 위장 만큼 피부도 다양한 미생물들을 지니고 있다는 것을 보여주었다. 또한 피부의 부위에 따라 미생물의 종류가 다르다는 것을 발견하였다. 여드름이 많은 청소년에게서 기대되는 것과는 반대로 지성을 띠는 이마나 두피는 팔뚝과 같이 건조한 부분 보다 덜 다양한 미생물들을 지니고 있었다. 가장 미생물이 적은 부위는 귀 뒤쪽으로 평균적으로 약 15종의 미생물들이 발견되었다. 이와는 대조적으로 팔뚝에서는 평균 44종의 미생물이 발견되었다. 한달 후에 10명중에 5명의 자원 자들을 다시 조사하였을 때에도 이 결과에는 별다른 변화가 없었다.
그렇다면 왜 어떤 ‘동네’ 는 다른 ‘동네’ 보다 더 다양한 미생물들이 살고 있는 것인지는 아직 알려지지 않았다. 박테리아에 노출되는 털이나 기름기 같은 피부의 특성 또는 이런 특성의 복합들이 영향을 끼칠 수도 있다. 연구에 참여한 유전학자인 Julia Segre 박사는 외부 환경에 노출된 팔은 박테리아가 내려 앉을 수 있는 좋은 지점이 될 것으로 추측한다. 이유가 어찌되었든 중요한 점은 신체 부위에 따라 미생물의 종류와 수가 다르다는 것을 발견했다는 것이다. “이 연구에서는 피부는 하나의 생태계로서 피부 부위마다 에 살고 있는 박테리아는 동일하지 않다는 점을 강조합니다.” 라고 Serge 박사는 말한다.
“이 연구는 왜 특정한 피부 질환이 체내의 일정한 부위에서만 일어나고 다른 부위에서 일어나지 않는지에 대해 설명할 수 있을 것으로 봅니다.” 라고 미국 샌디에고 소재 캘리포니아 주립대학 (University of California, San Diego)의 피부 학자인 Richard Gallo 교수는 “이 연구는 앞으로 설명되어야 할 질문들에 대한 직접적인 묘사입니다.”라고 말했다. 연구의 다음 단계는 미생물의 생태계와 습진 (eczema) 과 건선 (psoriasis) 과 같은 피부 질환과의 연관성을 조사하는 것입니다.” 라고 Serge 박사는 말한다.
http://sciencenow.sciencemag.org/
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Your Body Is a Wonderland ... of Bacteria
By Stephanie Pappas
ScienceNOW Daily News
28 May 2009
Microbial megalopolis. The underarm is home to a number of different types of bacteria.
Credit: Veer; Inset image courtesy of Julie Segre
Where can you find your skin's most diverse community of bacteria? Not in a sweaty armpit or linty belly button. According to a new survey of the bacterial ecosystem that covers us, the diversity hot spot of the body's exterior is the forearm. And the surprises don't end there.
Microbes that live in and on our bodies outnumber our own cells 10 to one, but researchers have only recently begun to catalog the residents on our skin. Traditionally, scientists identified human skin bacteria by swabbing volunteers and culturing the samples, but those results skewed toward microbes that grow well in the lab. Thanks to ever-evolving gene-sequencing technology, scientists can now use microbial RNA to identify organisms. With these techniques, researchers have found an unexpectedly wide variety of bacteria on human skin (Science, 23 May 2008, p. 1001). But no one had ever systematically compared bacterial colonies from different areas on the human body.
To do so, scientists from the National Human Genome Research Institute in Bethesda, Maryland, recruited 10 volunteers and asked them to wash with mild soap for 1 week. Then, after 24 hours without bathing, the volunteers arrived at the lab, where researchers swabbed and scraped their skin in 20 places--everywhere from the nostril to the navel to that bane of low-rise jeans aficionados, the gluteal crease. The team analyzed ribosomal RNA from the samples and classified the microbes based on their genomes.
The researchers found about 1000 species total, which were fairly consistent from person to person; it turns out we all have similar tenants in our noses and on our backs. The number suggests that our skin is as variegated as our guts, which house anywhere from 500 to 1000 bacterial species. The team also found vast differences across the skin, according to the study published in tomorrow's issue of Science. Contrary to what acne-prone teenagers might expect, oily areas such as the forehead and scalp are actually less diverse than dry areas such as the forearm (though one is enough for grief: Propionibacterium acnes thrives in oily spots). The most barren region was behind the ear, with a median diversity of 15 species. In comparison, the forearm teemed with a median 44 species. A follow-up with five of the volunteers months later found that bacterial makeup changed little over time.
Why some neighborhoods are more varied than others is unknown. It could be because of skin properties such as hair or oil, exposure to bacteria, or some combination. As for the forearm, geneticist and co-author Julia Segre speculates that exposed arms make a good landing pad for bacteria. Contrasted with how we clean our hands, we rarely lather up our forearms. Whatever the reason, the research shows that location matters. "This paper really highlights that the skin is an ecosystem and that the bacteria that live on our skin are not homogenous," says Segre.
The research "could contribute to explaining why certain skin diseases appear at certain sites of the body and not others," says dermatologist Richard Gallo of the University of California, San Diego. "It's a straightforward description of something that needed to be described." The next step, Segre says, is to investigate the relationship between microbial ecosystems and diseases such as eczema and psoriasis.
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