우리의 장에는 400 종 이상의 세균들이 군집을 이루어 살고 있으며, 그 나름의 조그만 생태계를 형성한다. 이들은 비타민을 만들거나 흡수하기도 하고, 장이 소화시키지 못하는 음식물들을 분해시켜 주는 역할을 하는 등, 우리와 공생 관계에 있다.
그러나, 이 조그만 생태계가 우리의 몸과 어떻게 상호 통신하는지에 관해서는 거의 알려진 것이 없다. 최근에 워싱턴 의과 대학의 세 명의 연구자들은 몇몇 세균들이 장 세포와 통신을 해서 그들이 필요한 탄수화물들을 만들어 내게 한다는 것을 보여주었다.
분자 생물학자인 퍼 포크, 제프리 고든과 대학원생인 린 브라이는 몇 세대 동안 무균 상태에서 길러, 장에 아무런 세균도 가지지 않는 쥐들을 가지고 연구를 하였다.
이들은 무균 쥐가 태어난 뒤에 바로 퓨코스 당을 포함하는 탄수화물들을 만들어 내는 것을 발견하였다. 그러나 무균 상태에서 계속 키움에 따라 더 이상 탄수화물들을 생산하지 않게 된다.
그러나, 브라이는 퓨코스 당을 영양분으로 하는 Bacteroides thetaiotaomicron라 불리는 세균을 장내에 넣어주면, 장 세포는 다시 퓨코스 당을 만들어 낸다는 것을 발견하였다. 따라서, 그녀는 세균에 의해서 분비되는 아직 밝혀지지 않은 화학 신호가 장 세포를 자극한다고 가정하였다.
그래서 이를 증명하기 위해서 브라이는 같은 세균에 돌연변이를 일으켜서 더 이상 퓨코스 당을 먹지 않도록 한 후에 이를 무균 상태에서 길러진 쥐에게 넣어 보았다. 그리고 돌연변이 세균이 도입된 쥐는 탄수화물을 만들어 내지 않는다는 것을 발견할 수 있었다.
고든은 사람의 장에서 발견되는 세균들이 쥐에서 발견되는 것들과 유사하다는 점을 들어서, 사람의 장에서도 세균과 장 세포간에 쥐와 유사한 통신이 있을 가능성이 높다고 말한다.
그리고 이러한 세균의 생태를 이해하는 것은 무척 중요하다고 강조한다. 만일 해롭지 않은 정상 세균이 장에서 제 위치를 차지하고 있지 못하면 병을 일으키는 세균들이 그 자리에 침입할 수 있기 때문이다. 그래서 장 세포와 세균간의 상호 통신에 관해 더 많은 연구가 수행되어 지기를 바란다.
환자가 항생제 치료를 받는 경우에는 장내의 세균들도 함께 파괴되어, 나중에 다른 해로운 세균에 의한 감염이 이루어지기가 쉽다. 그러나 앞으로는 캡슐을 복용함으로서 우리의 장을 우호적인 세균들로 다시 채울 수 있게 될 날이 올 것이다.