How we study the microbes living in your gut | Dan Knights

번역: Julia Robert 검토: hansom Lee

If I asked you to name a microbe that's living in your gut,

여러분의 내장 속 세균의 이름을 말해보라고 하면

many of you would probably say E. coli.

대부분은 아마도 대장균이라고 하실 테죠.

A lot of people say this. It's the best-known of the gut microbes.

많은 분들이 그렇게 말합니다. 가장 많이 알려진 장내 세균이니까요.

But it turns out that E. coli is outnumbered in your gut

하지만 밝혀진 바로는 몸 속 대장균의 수는 매우 적어서

about a thousand to one

다른 종의 숫자에 비해 1/000에 불과하다고 합니다.

by other species, many of which you probably haven't heard of.

들어 본 적도 없으시겠지만

These are Bacteroides; Prevotella is another example.

박테로이디스나 프레보텔라를 예로 들 수 있는데요.

Those are the two that dominate the modern human gut.

이 두 종류가 현대인의 장에서 가장 많이 사는 세균입니다.

There are about a hundred trillion microbes living inside you.

약 100조 개의 개체가 장 속에 살고 있죠.

We call this your microbiome,

이걸 미생물 군집이라고 부르는데

so it's like a little world living inside you --

여러분 몸 속에 작은 세상이 존재한다고 볼 수 있죠.

actually more like a universe.

사실은 우주에 더 가깝습니다

A hundred trillion means if you took a blade of grass

100조라는 숫자는 만약 여러분이 잔디를 뽑고

and planted it for every microbe living in your gut,

여러분 몸 안에 살고 있는 각각의 미생물을 그 자리에 심는다면

that could fill a million football fields.

축구장 100만 개를 채울 정도의 숫자입니다.

So it's incredibly complex.

그래서 정말로 복잡합니다

But interestingly,

하지만 흥미로운 점은

as our bodies have been adapting to life in modern society,

우리의 몸이 현대사회에 적응해 가면서

we're losing some of our normal microbes,

몇몇 일반적인 미생물의 수가 줄어들고

and at the same time,

그와 동시에

장과 관련된 몇몇 미생물의 수가

there are quite a few diseases related to the gut

that are skyrocketing in developed nations all around the world.

개발도상국 곳곳에서 급증하고 있습니다

And many of you probably know someone who suffers from obesity,

아마도 여러분 주변에도 비만이나 당뇨병이 있거나

diabetes, Crohn's disease or ulcerative colitis,

크론병이나 궤양성 대장염을 앓는 사람이 있을 겁니다.

allergies and asthma.

또는 알러지나 천식 같은 병도 있고요.

Every one of these diseases

이런 질병과

and many others related to metabolism and autoimmunity

신진대사와 자가면역에 관련된 다른 모든 질병은

are linked to a loss of healthy diversity in the gut.

장내 세균종의 다양성이 상실되는 것과 관련이 있습니다.

My lab got our first indication of this

저희 연구실에서 처음 이 사실을 알게 된 건

when actually we were studying non-human primates.

인간이 아닌 영장류를 연구하면서였습니다.

We wanted to find out what happens to a monkey's microbiome

바로 원숭이를 정글에서 동물원으로 옮길 때

when they move from the jungle to a zoo.

장내 미생물 군집에 어떤 변화가 있는지 알고 싶었죠.

Does their microbiome change? Do they pick up new bugs?

장내 미생물 군집이 변화하는지. 새로운 세균이 생기는지.

Do they lose some? Does it get better or worse?

사라지는 미생물이 있는지. 더 나아지거나 혹은 나빠지는지를요.

We tracked two different species in the jungle,

저희는 정글에 사는 서로 다른 두 종류를 추적 조사했습니다.

one in Vietnam, one in Costa Rica,

하나는 베트남에, 또 하나는 코스타리카에 있었죠.

and then we sequenced the DNA from their stool.

저희는 그들의 대변에서 DNA를 추출했습니다.

This is how we study the microbiome in my research lab.

이게 바로 저희 연구실에서 미생물 군집을 연구하는 방법입니다.

And what we found in the DNA is that in the wild,

두 원숭이 DNA에서 우리가 찾은 건

야생에서는 두 종 사이에 전혀 다른 미생물 군집을 갖고 있었다는 거예요.

these two species had totally different sets of microbes.

It was like a fingerprint for the species.

이 두 종들의 지문처럼요.

But in the zoo, they had lost most of that diversity

하지만 동물원으로 옮기자 이들은 많은 다양성을 잃고

and had acquired some other set of microbes.

전과 다른 미생물 군집을 갖게 되었습니다.

So this was very curious.

그런데 매우 흥미로웠던 부분은

We've got these two different microbiomes.

미생물 군집이 서로 다르다는 점이었습니다.

In the wild, picture a lush tropical rainforest

야생에서 풀이 우거진 열대 우림의 모습을

living the guts of these monkeys.

그곳 원숭이의 장에서 볼 수 있는 거죠.

That's the kind of diversity that we're talking about.

지금 얘기하고 있는 게 바로 이러한 다양성입니다.

Then in the zoo, they've lost diversity.

동물원에서는 그런 다양성을 잃게 되죠.

Picture a rainforest that's been burned to the ground

열대 우림이 불에 타 없어지고

and taken over by a few invasive species.

외래종에 의해 점령되는 것과 같습니다.

That's more like the microbiome in a captive primate.

포획된 영장류가 갖고 있던 미생물 군집이 바로 그렇게 된 거죠.

Now, in the meantime,

그렇기 때문에

many of the animals in the zoo are not doing so well.

동물원의 동물들은 힘들게 삶을 버티고 있습니다.

They have issues with obesity,

그 동물들은 비만이나

wasting,

쇠약 질병

gastroenteritis, diarrhea, bloating,

위장염, 설사, 부종을 앓고 있고

and some of them were barely holding onto their lives.

그런 질병으로 아주 힘들게 생존해나가고 있습니다.

Now, of course, we were very interested to find out

저희가 알아낸 사실 중 가장 흥미로운 건

what are these so-called invasive species that are taking over in the zoo.

소위 외래종이라는 동물들이 동물원을 차지하고 있다는 거예요.

So we went back to the DNA, and what the DNA told us

그러면 다시 DNA로 돌아가 보죠.

이 DNA가 말해준 건 동물원에 살고 있는

is that every monkey in the zoo

had become dominated by Bacteroides and Prevotella,

원숭이들의 몸 대부분을 차지하고 있는게 박테로이드와 프레보텔라이고

the same microbes that we all have in our guts as modern humans.

이건 모든 현대인간의 장에 있는 미생물과 같은 미생물이라는 거죠.

We wanted to find a way to visualize this,

이걸 시각화하는 법을 찾으려고

and we used some tools from multivariate ecology

다변성 생태계를 연구할 때 연구한

to put all of the microbiomes we were studying onto an axis.

모든 미생물 군집을 축에 집어넣었습니다.

And what you're seeing here is a distance plot

여러분이 여기에서 보시는 것은

where every point is a different animal's microbiome.

각 점의 다른 동물들의 미생물 군집입니다.

So every point represents a whole zoo of microbes.

그래서 모든 점은 동물원 전체의 미생물을 나타냅니다.

And the microbiomes that have a lot of microbes in common

그리고 이 미생물 군집은 많은 공통점을 갖는 미생물들끼리는

are close to each other.

아주 가까운 거리에 있는 것이죠.

The ones that are very different are farther apart.

미생물이 매우 다른 것은 멀리 떨어져 있죠.

So this is showing you

그래서 여러분에게 왼쪽에 있는 야생 원숭이의

that the two groups of wild monkeys are over on the left.

야생 원숭이의 두 그룹은 저 왼쪽에 있는데

The top left are these highly endangered monkeys

왼쪽 위는 베트남의 붉은 정강이 두코라

called the red-shanked douc in Vietnam.

불리는 심각한 멸종 위기에 처한 원숭이죠

And at the bottom left are monkeys from Costa Rica.

왼쪽 아래는 코스타 리코의 야생 원숭이죠.

So you can see that they have totally different microbiomes in the wild.

완전히 다른 미생물 군집을 가진 걸 아시겠죠.

And then the same two species of monkey in the zoo are converging,

그리고 동물원에서 비슷한 두 종의 원숭이들은 섞여있습니다.

so their microbiomes change

그래서 그들의 미생물군집이 변해서

and they become much more similar to each other,

그들은 점점 더 서로 닮아가는데요.

even though these are zoos on different continents,

아무리 동물원에 있는 이들이 다른 대륙에서 오고

different geographical regions, and they're eating different diets.

다른 지리학적인 지역과, 먹는 음식도 달랐다 하더라도

Now, we did study some other species of primate.

지금, 일부 영장류의 다른 종을 연구하는데

What species of primate do you think is even more divergent

여러분은 영장류의 어떤 종이 야생에서

from the wild primates than the captive primates?

다양한 것보다 포획된 상태가 더 다양하다고 생각하십니까?

Modern humans.

현대 인간이죠.

These are humans living in developing nations.

이 사람들은 개발도상국에 사는 사람들입니다.

So they were more different from the wild primates

그들은 야생에서보다 동물원에서

than those in the zoo.

더 많이 다르게 나타났는데요.

And the final group that we studied, all the way on the right,

그리고 마지막으로 연구한 그룹은 맨 오른쪽에 있는데요

is people living in the USA.

바로 미국에 사는 사람들입니다.

And when I saw this figure,

이 수치를 제가 확인했을 때,

the hairs raised up on the back of my neck,

목덜미가 섬뜩했는데요.

because one way to think about it is, "Oh, that's interesting,

왜냐하면 단순하게 생각하면 "아, 굉장히 흥미롭네,

captive monkeys are sort of on their way to becoming like Americans."

포획된 원숭이는 미국인처럼 되고 있으니까"

(Laughter)

(웃음)

But the other way to think about it

하지만 다르게 생각한다면,

is that Americans are like super-captive monkeys.

미국인은 심하게 포획된 원숭이 같은 거죠.

And I was actually looking at this figure on my computer screen

두크 마론 원숭이 네 마리가 장에 관련한

when I got the news that four of the red-shanked doucs

문제로 죽었다는 말에 컴퓨터 화면 수치를

had died in the zoo of gut-related issues.

실제로 찾아봤어요.

So for some of these animals,

이러한 동물 중 일부는

having the right microbes living inside them

생존과 관련된 그에 적합한 미생물을

may be a matter of survival.

안에 갖고 살고 있다는 것일지도 모른다는 겁니다.

Now this brings us to the human part of the story.

지금 이건 사람의 문제까지 이어지게 되었는데

Obviously, the microbiomes in the USA

분명한 건, 미국의 미생물들은

aren't causing premature death as frequently as in the zoo,

동물원만큼 자주 조기 사망을 유발하지는 않죠.

but we have major risk of obesity, diabetes,

하지만 당뇨병, 비만, 다수의 다른 질병에는

a number of these other diseases.

심각한 위험이 도사리고 있죠.

And this applies not just to people who have been living in the USA

이것은 수 세대 동안 미국에 살던

for many generations,

사람들에게만 적용되는 문제는 아니죠.

but also to immigrants and refugees,

이민자와 난민에게도 이 문제는 해당되죠.

who, for most immigrant and refugee groups,

대부분의 이민자들과 난민 집단은

arrive in the USA metabolically healthy,

미국에 건강한 몸으로 당도합니다.

and then within a few years,

그리고 몇 년이 지나지 않아,

they become just as high-risk for obesity and diabetes

다른 미국인들처럼, 고도 비만이나

as other Americans.

당뇨병을 앓는 환자가 되어 버리는데요.

And we discussed this issue with two groups

저희는 두 그룹을 통해 이 문제를 연구했는데

that have been coming to the USA from Southeast Asia:

하나는 동남아시아에서 미국으로 이주한 그룹

the Hmong, who started coming in the mid-1970s

베트남 전쟁과 라오스에서 미 전쟁의

as refugees from the Vietnam War and the US secret war in Laos;

난민인 몽족은 70년대 중반 이주를 해온 그룹이고요.

and the Karen, who have been coming more recently as refugees from Myanmar.

카렌은 미얀마 난민처럼 최근에 이주해 온 난민들입니다.

So we've been working for a few years

그래서 저희는 몇 년동안

with these local communities and clinicians

몽족과 카렌의 지역사회와 임상시험을 통해

to study what happens to the Hmong and Karen microbiomes

몽족과 카렌의 미생물 군집에서 난민캠프나 태국에서 미국으로

when people move from refugee camps and villages in Thailand to the USA.

이주했을 때 무슨 일이 일어났는지 연구했습니다.

And what we found

이 실험에서 알아낸 건

is that when people come to the USA from these groups,

이러한 그룹에서 사람들이 미국으로 이주하게 되면

they lose a large fraction of their microbiome,

이 사람들의 미생물 군집에서 엄청나게 큰 마찰이 일어나

somewhere around 20 percent,

20% 정도 미생물을 잃어버린다는 것이었습니다.

and those who come to the USA and become obese

미국으로 이주해서 비만이 된 사람들은

lose about a third of their microbes.

자신들의 본래 미생물의 삼분의 일 정도를 잃게 됩니다.

So we know that moving to the USA

그래서 미국으로 이주한 게

is sufficient to cause a dramatic change in your microbiome,

미생물의 급격한 변화를 유발한 셈이죠.

probably not for the better.

이보다 상황이 좋을 순 없는 거죠.

Are these microbes actually causing the obesity,

실제로 이러한 미생물이 비만의 원인일까요?

or is the obesity causing a change in the microbes?

아니면 미생물의 변화가 비만의 원인일까요?

This is something that we're following up on,

이건 저희가 하려는 후속연구의 주제와 관련이 있는데요.

and the evidence we have now in my lab

지금 제 연구실에 있는 증거들은

combined with evidence from a number of labs around the world

전 세계 실험실에서 모은 증거들과 합쳐져서

tells us that certain changes in the microbiome

저희에게 비만을 야기하는

do lead to obesity,

미생물 군집의 특정한 변화를 말해줍니다.

and a number of other modern, kind of Westernized diseases.

수많은 현대 서구화된 다른 질병들도 마찬가지죠.

The good news is that your microbiome can actually change.

희소식은 여러분의 미생물 군집은 결국엔 변할 수 있다는 겁니다.

Unlike your own genome,

그건 고유의 게놈과는 달리

it's a living, breathing thing,

이건 살아있는 거고 숨쉬는 것이기 때문에

and there's a broad front of research happening right now

지금도 여러 분야에서 지금 일어나는 일을 연구하고

to better understand how we can restore our microbiomes

어떻게 하면 미생물 군집을 잘 보존할 수 있는지에 대해 연구합니다.

when something goes wrong,

뭔가가 잘못 되었을 때

using diet,

다이어트를 하거나, 살아있는

using live microbes.

미생물을 사용할 수도 있겠죠.

And in fact, one of the next steps for us

사실 앞으로 우리가 해야 할 일은

is collecting and preserving microbes from healthy people around the world

전 세계 건강한 사람의 미생물을 모아서

so that they can be kept as cultural assets for those groups

문화 유산처럼 보존될 수 있게 하는 겁니다.

to potentially protect them as they adapt to modern society,

현대사회에 적응해서 미생물들을 잠재적으로 지켜낸 것처럼

and to protect future generations

그래서 매 세대마다 질병의 위험이 올라가는

who are currently growing up to have increased risk of these diseases

미래의 세대를 보호하기 위해서

with every generation.

이는 우리가 꼭 해야하는 일입니다.

I'm looking forward to a future

미생물 군집을 보호하고 보충하기 위해서 도구들을 사용하는

where we have the tools that we need to restore and replenish our microbiomes,

그런 미래를 저는 기대합니다.

and in that world, the monkeys will live happier and healthier lives,

그런 세상에서 원숭이는 더 건강하고 행복하게 살 수 있겠죠.

and so will we.

그리고 우리도 그렇겠죠.

(Applause)

(박수)