2026.8.11

“비듬균 잡고 유익균은 살린다” 두피 질환 유발 곰팡이만 골라 없애는 ‘천연 효모’ 개발

□ 비듬 치료를 위해 유익균까지 잡지 않아도 된다. 고려대학교(총장 김동원) 화공생명공학과 오민규 교수 연구팀이 항진균 천연물질 ‘오발리신’을 생산·분비하는 효모 균주(품종)를 개발하고 두피 질환 유발 곰팡이만 선택적으로 제거하는 데 성공했다.

□ 비듬이나 지루성 피부염 같은 두피 질환은 주로 말라세지아(Malassezia)라는 곰팡이가 과도하게 증식하면서 생긴다. 그러나 케토코나졸 등 현재 널리 쓰이는 항진균제는 이러한 유해균뿐 아니라 유익균까지 함께 억제해, 피부 미생물 생태계를 무너뜨리고 증상이 재발할 수 있다는 문제가 있었다.

□ 두피 질환을 유발하는 말라세지아는 스스로 지방산을 만들지 못하고 내부 단백질을 활용해 외부 지방(피지 등)을 흡수·분해하면서 자란다. 여기서 오발리신은 곰팡이 내부 단백질 대사에 관여하는 효소인 ‘메티오닌 아미노펩티데이스-2(MetAP2)’를 영구적으로 비활성화한다. 쉽게 말해, 말라세지아 곰팡이가 ‘먹이’인 피지를 흡수할 수 있는 단백질을 만들지 못하게 되어 결국 사멸하게 되는 것이다.

□ 이에 주목해 연구팀은 오발리신을 생산·분비하는 효모 균주를 개발했다. 곤충 유래 곰팡이(Metarhizium anisopliae)의 유전체를 분석하여 오발리신 생합성 유전자군을 발굴하고, 이를 안전성이 확보된 효모(Saccharomyces cerevisiae)에 옮겨 재구성했다. 

*생합성 유전자군: 미생물이 특정 천연물질을 합성할 때 필요한 여러 유전자들이 한 데 모여 있는 묶음 

□ 다층 공학적 개량을 통해 생산성도 끌어올렸다. 특히 인공지능 단백질 구조 예측 도구인 알파폴드3 등을 활용해 최적의 환원효소 조합을 선별했다. 또 효모 내부에서 만들어진 오발리신이 유해 곰팡이 사멸에 충분한 양(3.5 mg/L)만큼 밖으로 배출될 수 있도록 구현했다. 

*환원효소: 여기서는 오발리신 합성 효소에 필요한 전자를 전달하는 일종의 에너지 전달체를 뜻함 

□ 말라세지아 3종과 표피포도상구균, 유산균 등 피부 유익균 4종을 함께 배양해 피부 마이크로바이옴 모사 모델을 구축하고 실험한 결과, 유익균 4종의 생존은 유지하면서 유해 곰팡이는 사멸시키는 선택적 살균을 보였다. 

□ 연구팀은 “복잡한 정제 과정 없이 피부의 유해 곰팡이만 골라 없애는 살아있는 세포공장 플랫폼을 보여준 사례”라며 “사람의 두피 케어뿐 아니라 반려동물 피부·외이 관리 등 피부 마이크로바이옴 조절이 필요한 영역으로 확장될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 

□ 본 연구 성과는 국제 학술지인 ‘Chemical Engineering Journal(IF=13.2)’ 온라인에 8월 5일 게재됐다.

*논문명: Multilayer engineering of Saccharomyces cerevisiae for ovalicin secretion enables selective fungal removal in a skin microbiome mimic

*DOI: 10.1016/j.cej.2026.180338

*URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894726077995

□ 이번 연구는 산업통상부·한국산업기술기획평가원(KEIT), 과학기술정보통신부·한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다. 

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