전세계 956속 2만여 종이 분포하고 한국에 390여 종이 알려져 있는 국화과 식물 중 누로(절굿대)와 대계(엉겅퀴) 추출물의 mycobacteria에 대한 항균력을 시험하였고, 그 중 대계는 항암, 항미생물, 항산화, alcohol 독성 완화 등의 활성을 가지고 있으며, Mycobacterium tuberculosis complex에 속하는 세균들에 의해 야기되는 결핵에 대해 누로와 대계 추출물이 Mycobacterium smegmatis 및 Mycobacterium fortuitum의 증식을 억제하는 능력이 있는지 시험하였다.
<h1>서 론</h1> <p>국화과(Compositae)에 속하는 식물들은 쌍떡잎식물 가운데 가장 진화된 식물로 전 세계에 956속 2만여 종이 분포하고, 한국에는 현재 390여 종이 알려져 있다. 국화과에는 한약재로 사용되고 있는 많은 식물들이 포함되어 있는데, 본 연구에서는 그 중에서 항미생물 활성이 있는 것으로 이미 보고된 누로(절굿대)와 대계(엉겅퀴) 추출물의 mycobacteria에 대한 항균력을 시험하였다.</p> <p>누로는 절굿대의 뿌리를 말린 것으로서, 그 추출물에서 항미생물 활성이 확인되었다고 보고되어 있다.</p> <p>대계는 엉겅퀴(thistle)의 뿌리 및 지상부를 일컫는데, 현재까지 대계의 추출물에 함유되어 있는 성분들 중에서 그 구조 및 생리 활성이 밝혀져 있는 것들이 많다. 즉, 대계 추출물은 항암활성, 항미생물활성, 항산화활성, 그리고 alcohol의 독성을 완화시켜주는 활성 등을 가지는 것으로 보고되어 있다. 엉겅퀴 역시 국화과의 식물로서 우리나라 전국에 분포하며, 아시아, 유럽, 북미 대륙까지 분포하는 다년초이다. 동의보감에는 "대계의 성질은 평하고 맛은 쓰며 독이 없다. 어혈을 풀리게 하고, 피를 토하는 것과 코피를 흘리는 것을 멎게 하며, 옹종, 옴, 버짐을 낫게 한다. 여자의 적백대하를 치료하고, 정을 자양하며, 혈을 보한다."라고 기술되어 있다.</p> <p>인류의 역사상 많은 생명을 앗아간 질병 중의 하나인 결핵은 Mycobacterium tuberculosis complex에 속하는 세균들에 의해 야기되는데, 서로 유사한 M. tuberculosis, M. bovis, M. afri-canum, 및 M. microti 등이 M. tuberculosis complex에 포함 된다. 결핵은 지속적인 항생제들의 개발에 따라 감소추세를보이다가 1980년대 후반부터 다시 증가추세로 돌아서서 현재는 매년 8백만 명이 새로 감염되고, 2-3백만 명이 죽어가고 있다. 세계보건기구 WHO는 이 질병이 완전하게 퇴치되지 않는다면 20년 이내에 10억 이상의 인구가 결핵에 새롭게 감염되고, 3천 6백만 명이 죽게 될 것이라고 예상하고 있다 . Mycobacterium 속에 속하는 세균들은 원칙적으로 모두가 인류에 병원균이며, 세포벽에 다량의 mycolic acid를 함유하는 등 여러 가지 독특한 특징들을 공유하고 있다. 따라서 본 연구에서는 여러 다른 미생물들에 대해서 항미생물 활성이 있는 것으로 알려진 누로 및 대계의 추출물이 Mycobacterium 속의 세균들인 Mycobacterium smegmatis 및 Mycobacterium for-tuitum의 증식을 억제하는 능력이 있는지를 시험해 보았다. 만일 이 두 종의 식물들로부터 ycobacteria의 증식을 억제하는 물질이 발견된다면 새로운 결핵 치료제로 개발될 가능성이 있기 때문이다.</p> <p>생명체들의 진화적 차이 및 서로간의 상관관계를 비교하기위해서는 현재 원핵생물들은 16S rRNA의 염기서열, 그리고 진핵생물의 경우에는 18S rRNA의 염기서열을 비교하고 있다. 또한 식물의 경우에 종(species)의 수준에서의 분류를 위해서는 18S rRNA gene과 5.8S rRNA gene의 사이인 ITS1 (internal transcribed spacer 1), 그리고 5.8S rRNA gene 및 26S rRNA gene의 사이인 ITS2의 염기서열이 많이 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 누로와 대계 추출물이 mycobacteria의 중식을 억제하는 능력이 있는지를 확인하고, 억제 능력이 있는 것으로 나타난 대계(엉겅퀴)의 ITS1, 5.8S rRNA 및 ITS2의 염기서열을 밝혀내어 비교분석을 수행하였다. 국화과(Compositae)의 엉겅퀴족(Cardueae)에는 대략 2,500 종 83속의 식물들이 포함되어 있는데, 이중에서도 1,600여 종 36속의 식물들이 다시 엉겅퀴 아족(Carduinae)으로 분류되고 있다. 엉겅퀴 아족 중에서는Carduus 속(대략 90여 종), Cirsium 속(200-300여 종) 그리고 Onopordum 속(대략 60여 종)이 큰 분류군으로 되어 있다. 엉겅퀴족에는 Echinopinae 아족도 포함되고 있는데 절굿대는 이 아족에 포함된다. Carduus속과 Cirsium속을 구분하는 유일한 차이점은 관모(pappus bristle)의 형태 차이이기 때문에, 분류시에 오류가 발생할 가능성도 제기되고 있다. 현재 국내에 자생하는 엉겅퀴의 종에 대해서 보고된 바에 의하면, 한국산 엉겅퀴들은 Cirsium속에 속하는 8종이 자생하고 있는 것으로 알려져 있고, 귀화종으로는 Carduus crispus (지느러미엉겅퀴)와 Carduus natans가 보고되어 있다. 또한 한국에 자생하는 엉겅퀴들의 분류는 전적으로 형태에 의존하고 있기 때문에, 국내에 자생하는 엉겅퀴의 분자유전학적(phylogenetic) 자료는 전혀 알려져 있지 않다. 외국에서는 엉겅퀴의 분류에 분자유전학적인 방법을 많이 사용하고 있는 것을 고려하면 국내산 엉겅퀴들의 분자유전학적인 자료를 확보하여 연구를 하는 것이 시급하다고 할 수 있다. 이 경우에 ITS1과 ITS2의 염기서열을 분석하여 서로 비교하는 것이 일반적인 방법인데, 본 연구에서는 강원도 정선 지역에 자생하는 엉겅퀴의 ITS1과 ITS2의 염기서열을 분석하여 GenBank의 BLAST를 통해 분석하였다.</p>