정답
㉠은 편모이며, 접합 과정에서 세균이 숙주 표면에 접근하고 초기 부착을 돕는다. 생물막은 항생제의 침투를 억제하고 면역세포의 공격으로부터 세균을 보호한다.
출제 의도
이 문제는 세균의 세포 표면 구조물의 종류와 기능을 이해하고, 특히 부착 구조와 생물막 형성이 병원성에 어떤 이점을 주는지를 설명할 수 있는지를 평가한다. 또한 생물막이 항생제와 면역 반응에 대해 가지는 방어 기능을 구분하는 것이 핵심이다.
풀이 과정
자료에서 세균 표면에 돌출된 단백질 구조물로 핌브리아와 (㉠)이 제시되어 있으며, 이들은 숙주 표면에 부착하는 기능을 수행한다고 하였다. 그림에서 (㉠)은 길고 비교적 굵은 구조로, 운동성과 부착에 관여하는 편모에 해당한다.
편모는 주로 세균의 운동 기관이지만, 접합 과정이나 감염 초기 단계에서 숙주 표면에 접근하고 부착을 보조하는 역할도 수행한다. 따라서 괄호 안의 ㉠의 명칭은 편모이며, 접합 과정에서의 역할은 숙주 표면 접근 및 초기 부착이다.
병원성 세균이 숙주 체내에 침투한 뒤에는 서로 부착하고 다당류와 단백질로 이루어진 기질을 분비하여 생물막을 형성한다. 생물막은 세균 군집을 둘러싸는 보호막 역할을 한다.
먼저 항생제에 대해 생물막은 항생제가 내부까지 확산되는 것을 물리적으로 방해하거나, 항생제를 흡착·불활성화하여 세균에 도달하는 유효 농도를 낮춘다. 이로 인해 항생제의 살균 효과가 감소한다.
또한 면역세포에 대해서는 생물막이 장벽으로 작용하여 대식세포나 호중구와 같은 면역세포가 세균을 직접 인식하고 포식하는 것을 어렵게 한다. 그 결과 세균은 면역 반응으로부터 보호받아 숙주 내에서 지속적으로 생존할 수 있다.