초록 ▼

병원성 미생물인 Salmonella의 병독성 발현에 가장 큰 장애 요인으로 작용하는 산성 pH stress에 대한 이 세균의 분자적 적응기작을 밝히는데 연구의 목적을 두었다. 병원성 S. typhimurium UK-1, SL1344를 대상으로 stationary-phase 성장단계에서 산 저항능이 현저히 감소하는 2개의 돌연변이 균주를 찾아 각각 sar(stationary-phaseacid resistance)A 와 sarK로 명명하였다. 이 돌연변이체들의 산 저항능은 log-phase 성장단계에서는 야생형 균주와 차이를

병원성 미생물인 Salmonella의 병독성 발현에 가장 큰 장애 요인으로 작용하는 산성 pH stress에 대한 이 세균의 분자적 적응기작을 밝히는데 연구의 목적을 두었다. 병원성 S. typhimurium UK-1, SL1344를 대상으로 stationary-phase 성장단계에서 산 저항능이 현저히 감소하는 2개의 돌연변이 균주를 찾아 각각 sar(stationary-phaseacid resistance)A 와 sarK로 명명하였다. 이 돌연변이체들의 산 저항능은 log-phase 성장단계에서는 야생형 균주와 차이를 보이지 않았으나, stationary-phase 성장단계에서는 산저항능을 약 100배 증가시킬 수 있는 산성화 적응반응을 거친 후에도 현저하게 감소하였다.이 유전자들을 cloning하여 그 DNA 염기서열을 분석한 결과 두 유전자 모두 ompR 유전자로 확인되었다. OmpR은 세포외부 삼투압변화에 의해 kinase인 EnvZ로부터 인산기를공여받아 OmpR-P의 형태로 세포외막 porin 단백질인 OmpC와 OmpF의 발현을 조절하는DNA binding 단백질로 알려졌으며, 이 유전자 돌연변이는 아직 밝혀지지 않은 이유로Salmonella의 병독성을 감쇄시키는 것으로 알려졌다. ompR 유전자의 발현은 산성화 적응반응(Acidification Tolerance Response)에 의해 현저히 증가되었다. Northernhybridization을 통해 ompR 전사량이 약 3배 증가하는 것을 관찰하였고, 항-OmpR 항체를사용한 Western hybridizatation을 통해 산성화 적응반응에 의한 OmpR의 발현증가를 확인하였다.한편, 이전의 연구를 통해 대체 시그마 인자 RpoS와 비특이적 히스톤성 단백질 H-NS가 동시에 stationary phase 산 저항능을 관장하는 사실을 확인한 바 있다. 본 연구에서는2차원 단백질 전기 영동을 통해 산성화 적응 반응에 의해 발현되는 산 충격 단백질들 중에두 조절자에 의해 공히 그 발현이 감소하는 산 충격 단백질들로서 OmpR과 Glyceraldehyde3-phosphate dehydrogenase, 그리고 OmpR에 의해 발현이 조절되는 OmpC등을 확인하였다.따라서, stationary phase 세포에서 산성화 적응 반응에 의해 발현되는 OmpR은 RpoS와H-NS에 의해 조절받는 것으로 확인되었으며 두 조절자의 돌연변이체에서는 산성화 적응반응에 의한 ompR의 전사가 관찰되지 않으므로써 이를 뒷받침하였다.본 연구를 통해 세균의 산성 pH stress 적응 반응에 관한 연구 분야에서 다른 연구자들에 의해 보고된 바 없는 새로운 사실을 확인하였으며, Salmonella의 stationary-phase 특이적 산 저항능을 해석하는 결정적 단서라 볼 수 있는 산성 pH stress signal 전달 체계를구축하였다. 본 연구 결과들은 Salmonella를 포함하는 여타 장내 세균의 산성화 적응 기작을 유추할 수 있게 할 것이며, 세균의 환경 stress에 대한 적응 및 생존 양식에 대한 연구에 기초 자료로서의 활용이 기대된다.

Abstract ▼

The main purpose of this project is the molecularcharacterization about adaptive ability of pathogenic Salmonella to acidic pH stresswhich acts as a fundamental barrier for pathogenesis. Firstly, we found two mutationswhich is defective in acid resistance at stationary-phase

The main purpose of this project is the molecularcharacterization about adaptive ability of pathogenic Salmonella to acidic pH stresswhich acts as a fundamental barrier for pathogenesis. Firstly, we found two mutationswhich is defective in acid resistance at stationary-phase culture, and namedsar(stationary-phase aced resistance)A and sarK.The acid resistance of two mutation was similar with wild type UK-1 and SL1344at log-phase, but dramatically decreased at stationary phase even thoughATR(acedification tolerance response) which is best adaptive condition for maximalresistance to lethal acid was provided.Cloning and subsequent DNA sequence analysis showed both genes codes forosmoregulatory protein OmpR which regulates the expression of porin protein OmpC andOmpF through phosphorylation by osmosensor EnvZ. And Salmonella ompR mutant isknown as one of virulence attenuated strains.OmpR expression was dramatically increased by ATR teratment Northernhybridization showed aproximately three fold increase of ompR mRNA by ATR.Western blot analysis with anti-ompR antibody also showed increased level of OmpR.We previously presented that stationary-phase acid resistance is operated byconcomitant regulation of RpoS and H-NS. This study identified three acid shockproteins of ATR repressed by rpos hns double mutation, OmpR,Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, OmpR regulating OmpC. Therefore, OmpRexpression looks dependent on the existence of both RpoS and H-NS. And thisobservation was confirmed by detection of repressed mRNA level in rpoS hns doublemutants.This study firstly constructed a model of molecular adaptative network for signaltransduction of acidic pH stress in S. typhimurium. These result will be helpfully usedin the research area of adaptative response to acid in various entero-pathogenic bacteria.

목차 Contents

• 본문...7
• 1) 서론...7
• 2) 연구방법...9
• 3) 결과...12
• 4) 고찰...26
• 5) 결론...28
• 6) 인용문헌...29
• 연구수행관련 논문목록서...33
• 자체 평가서...34