패혈증 비브리오균(Vibrio vulnificus)은 간장질환 등의 기저질환이 있는 환자에서 주로 발생하고 급속히 진행하여 높은 사망률을 나타내는 치명적인 패혈증을 일으키는 호염성 병원성 세균이다. 병원성 세균은 환경의 변화를 인식하여 센서 (histidine kinase)와 반응 조절자 (response regulator) 쌍으로 구성된 다양한 two-component system에 의해 유전자 발현을 특이적으로 조절한다. VarS/VarA two-component system은 ...
패혈증 비브리오균(Vibrio vulnificus)은 간장질환 등의 기저질환이 있는 환자에서 주로 발생하고 급속히 진행하여 높은 사망률을 나타내는 치명적인 패혈증을 일으키는 호염성 병원성 세균이다. 병원성 세균은 환경의 변화를 인식하여 센서 (histidine kinase)와 반응 조절자 (response regulator) 쌍으로 구성된 다양한 two-component system에 의해 유전자 발현을 특이적으로 조절한다. VarS/VarA two-component system은 대장균(Escherichia coli)의 BarA/UvrY, 살모넬라(Salmonella typhimurium)의 BarA/SirA 및 비브리오 콜레라균(Vibrio cholera)의 VarS/VarA 등 다양한 그람 음성 세균에서 발견되고 있다. 이 시스템은 전사후 조절 기작에 주로 참여하여 일차와 이차 대사 사이의 스위치로서 작동하며 다양한 병원성 세균에서 여러 독력 인자의 발현을 조절하는 것으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 패혈증 비브리오균에서 VarA homolog(Vv-VarA)를 동정하여 in-frame deletion mutant를 제작하여 그 특성을 구명하였다. Vv-VarA 결손 돌연변이는 투명형으로 집락형태의 변화 및 말기 지수성장기와 초기 정지기 사이에서 성장 결함을 나타냈으며 포유동물세포에 대한 세포 독성 및 마우스에 대한 치사력이 10배정도 감소되는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 VarA system이 패혈증 비브리오균의 독력 조절에 중요한 역할을 하고 있음을 시사한다. Pseudomonas 종의 VarS/VarA system homolog인 GacS/GacA 시스템이 small noncoding RNA RsmY-Z-RsmA의 전사를 조절하는 것으로 알려져 있으며 이는 E. coli의 BarA/UvYY/CsrB/C/CsrA system의 그것과 유사하다. 또한 V. cholerae에서는 VarS/VarA system이 carbon storage regulator protein인 CsrA에 결합하는 small noncoding RNA인 CsrB, CsrC 및 CsrD의 전사를 활성화 시키는 것으로 알려져 있다. 패혈증 비브리오균 유전체 (genome) 또한 두개의 small noncoding RNA인 CsrB와 CsrC homologue를 갖고 있으며 이들의 varA 돌연변이에 의해 억제되는 것으로 나타났다. 이상의 결과는 패혈증 비브리오균의 새로운 신호전달 시스템인 VarS/VarA/CsrB/C/CsrA가 독력조절에 중요한 역할을 하고 있음을 시사한다.
패혈증 비브리오균(Vibrio vulnificus)은 간장질환 등의 기저질환이 있는 환자에서 주로 발생하고 급속히 진행하여 높은 사망률을 나타내는 치명적인 패혈증을 일으키는 호염성 병원성 세균이다. 병원성 세균은 환경의 변화를 인식하여 센서 (histidine kinase)와 반응 조절자 (response regulator) 쌍으로 구성된 다양한 two-component system에 의해 유전자 발현을 특이적으로 조절한다. VarS/VarA two-component system은 대장균(Escherichia coli)의 BarA/UvrY, 살모넬라(Salmonella typhimurium)의 BarA/SirA 및 비브리오 콜레라균(Vibrio cholera)의 VarS/VarA 등 다양한 그람 음성 세균에서 발견되고 있다. 이 시스템은 전사후 조절 기작에 주로 참여하여 일차와 이차 대사 사이의 스위치로서 작동하며 다양한 병원성 세균에서 여러 독력 인자의 발현을 조절하는 것으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 패혈증 비브리오균에서 VarA homolog(Vv-VarA)를 동정하여 in-frame deletion mutant를 제작하여 그 특성을 구명하였다. Vv-VarA 결손 돌연변이는 투명형으로 집락형태의 변화 및 말기 지수성장기와 초기 정지기 사이에서 성장 결함을 나타냈으며 포유동물세포에 대한 세포 독성 및 마우스에 대한 치사력이 10배정도 감소되는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 VarA system이 패혈증 비브리오균의 독력 조절에 중요한 역할을 하고 있음을 시사한다. Pseudomonas 종의 VarS/VarA system homolog인 GacS/GacA 시스템이 small noncoding RNA RsmY-Z-RsmA의 전사를 조절하는 것으로 알려져 있으며 이는 E. coli의 BarA/UvYY/CsrB/C/CsrA system의 그것과 유사하다. 또한 V. cholerae에서는 VarS/VarA system이 carbon storage regulator protein인 CsrA에 결합하는 small noncoding RNA인 CsrB, CsrC 및 CsrD의 전사를 활성화 시키는 것으로 알려져 있다. 패혈증 비브리오균 유전체 (genome) 또한 두개의 small noncoding RNA인 CsrB와 CsrC homologue를 갖고 있으며 이들의 varA 돌연변이에 의해 억제되는 것으로 나타났다. 이상의 결과는 패혈증 비브리오균의 새로운 신호전달 시스템인 VarS/VarA/CsrB/C/CsrA가 독력조절에 중요한 역할을 하고 있음을 시사한다.
Vibrio vulnificus, a halophilic estuarine bacterium, rapidly proliferates in susceptible human hosts and causes tissue necrosis and fatal septicemia. Pathogenic bacteria recognize environmental change and modulate specific gene expression by various two-component signal transduction systems composed...
Vibrio vulnificus, a halophilic estuarine bacterium, rapidly proliferates in susceptible human hosts and causes tissue necrosis and fatal septicemia. Pathogenic bacteria recognize environmental change and modulate specific gene expression by various two-component signal transduction systems composed of cognitive histidine kinase and response regulator pairs. The VarS/VarA two-component system homologues exist in a variety of gram-negative bacteria: they are BarA/UvrY in Escherichia coli, BarA/SirA in Salmonella typhimurium, and VarS/VarA in Vibrio cholerae. This system was reported to operate a switch between primary and secondary metabolism in response to environmental changes, with a major involvement in posttranscriptional control mechanisms. A number of virulence traits were reported to be under the control of this system in different pathogenic bacteria. We identified VarA homolog and constructed an in-frame deletion mutant of varA gene in a highly virulent V. vulnificus strain. The mutation altered colony morphology from opaque to translucent and caused a growth defect during both late exponential and early stationary phases. Cytotoxicity to eukaryotic cells was significantly decreased by the mutation. Those changes in the mutant could be complemented in trans by a plasmid encoding a wild-type allele of varA. Lethality of the var- mutant to mice was decreased by 10-fold. These results suggest that VarA may play an important role in virulence regulation of V. vulnificus. In other gram-negative bacteria, VarS/VarA homologues were reported to interact with noncoding regulatory RNAs. We identified two small nonconding RNAs, CsrB and CsrC, in the V. vulnificus genome, and found that they were down regulated in the varA deletion mutant. These results imply the existence of a virulence regulation signaling cascade in V. vulnificus: signals should be relayed in the sequence of VarS ' VarA ' CsrB/C ' CsrA ' yet unidentified effectors genes.
Vibrio vulnificus, a halophilic estuarine bacterium, rapidly proliferates in susceptible human hosts and causes tissue necrosis and fatal septicemia. Pathogenic bacteria recognize environmental change and modulate specific gene expression by various two-component signal transduction systems composed of cognitive histidine kinase and response regulator pairs. The VarS/VarA two-component system homologues exist in a variety of gram-negative bacteria: they are BarA/UvrY in Escherichia coli, BarA/SirA in Salmonella typhimurium, and VarS/VarA in Vibrio cholerae. This system was reported to operate a switch between primary and secondary metabolism in response to environmental changes, with a major involvement in posttranscriptional control mechanisms. A number of virulence traits were reported to be under the control of this system in different pathogenic bacteria. We identified VarA homolog and constructed an in-frame deletion mutant of varA gene in a highly virulent V. vulnificus strain. The mutation altered colony morphology from opaque to translucent and caused a growth defect during both late exponential and early stationary phases. Cytotoxicity to eukaryotic cells was significantly decreased by the mutation. Those changes in the mutant could be complemented in trans by a plasmid encoding a wild-type allele of varA. Lethality of the var- mutant to mice was decreased by 10-fold. These results suggest that VarA may play an important role in virulence regulation of V. vulnificus. In other gram-negative bacteria, VarS/VarA homologues were reported to interact with noncoding regulatory RNAs. We identified two small nonconding RNAs, CsrB and CsrC, in the V. vulnificus genome, and found that they were down regulated in the varA deletion mutant. These results imply the existence of a virulence regulation signaling cascade in V. vulnificus: signals should be relayed in the sequence of VarS ' VarA ' CsrB/C ' CsrA ' yet unidentified effectors genes.
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