쿼럼센싱(QS)은 ‘신호 물질을 이용한 미생물 간의 대화’로, 개체 수가 정족수를 넘어 신호 물질 농도가 역치 이상으로 감지되면 생물막 형성, 병원성 발현 등과 같은 집단행동을 일으키는 현상을 말한다.

쿼럼센싱에 의해 조절되는 생물막 형성은 전체 세균성 질병의 65%와 관련되어 있을 뿐만 아니라 물과 오랜 기간 접촉된 환경에서 고체 표면에 생물막이 형성돼 장치를 부식시키거나 오염시켜 공정의 효율을 저하시킨다.

세균의 AI-2 쿼럼센싱 신호는 그람음성 세균과 그람양성 세균이 공통적으로 사용하는 범용신호다. 이를 억제하면, 고체 표면에 생기는 생물막 형성을 예방할 수 있다.

이 연구는 한국연구재단 우수신진연구, 기초연구실의 지원을 받아 수행됐으며, 국제학술지인 케미컬 엔지니어링 저널(JCR 상위 3.2%, IF 15.1)에 발표됐다.

이기백 교수는 “향후 AI-2 억제제 전달체 개발 연구를 통해 환경 분야를 비롯한 동물(인체) 내 효능과 in vitro, in vivo 실험 분석을 연계함으로써 향후 공학, 의학, 약학 등 생물오염과 연관된 다양한 분야에서 활용 가능성이 클 것”으로 평가했다.

*논문 원제

Exploring Novel Quorum Quenching Strain: Enhanced Disrupting Autoinducer-2 Bacterial Communication to Combat Biofouling in Membrane Bioreactor for Wastewater Treatment

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150173