초록 ▼

본 연구에서는 당의 종류와 대사 과정이 식중독 발병에 필요한 유전자 발현에 미치는 상관관계를 연구함으로써 살모넬라균의 발병 기작에 대한 이해를 증진하고, 이 균에 의한 식중독을 방지할 수 있는 새로운 방법을 개발하기 위하여 살모넬라균의 당(련) 흡수이용에 중요한 역할을 하는 Mlc와 Phosphoenolpyruvate(PEP): sugar phosphotransferase system (PTS)이 살모넬라균의 여러 병원성 유전자의 발현에 피치는 영향을 연구하였다.
PTS 시스템은 박테리아에 존재하는 당흡수 시스템으로서 PTS

본 연구에서는 당의 종류와 대사 과정이 식중독 발병에 필요한 유전자 발현에 미치는 상관관계를 연구함으로써 살모넬라균의 발병 기작에 대한 이해를 증진하고, 이 균에 의한 식중독을 방지할 수 있는 새로운 방법을 개발하기 위하여 살모넬라균의 당(련) 흡수이용에 중요한 역할을 하는 Mlc와 Phosphoenolpyruvate(PEP): sugar phosphotransferase system (PTS)이 살모넬라균의 여러 병원성 유전자의 발현에 피치는 영향을 연구하였다.
PTS 시스템은 박테리아에 존재하는 당흡수 시스템으로서 PTS 시스템의 구성유전자인 ptr, crr이 변이된 Salmonella strain의 경우 동물 모델에서 병원성이 감소함이 알려졌다 Salmonella가 culture한 장내상피세포에 invasion할 수 있는 능력이나 혹은 macrophage 내에서의 survival 능력에 pts operon인 관련 있는지 연구하기 위해서 Salmonella pts 변이균주를 이용하여 RAW264.7 macrophage cell에서 invasion과 survival 실험을 수행하였다. 그 결과 invasion은 exponential phase까지 배양한 Salmonella를 infection 시킨 경우에는 wild type에 비하여 증가하였고 동물세포 내에서의 증식정도는 배양 조건과 상관없이 75% 정도 감소하였다. 이는 PTS system이 Salmonella로 인한 발병과정 중에 Salmonella의 생존과 관련이 있음을 의미한다. Mlc단백질은 일반적인 당대사의 조절단백질로 pts유전자의 발현을 억제하는데, 본 실험에서는 먼저 mlc와 병원성의 관계를 밝히기 위해서 Salmonella mlc mutant를 제작하였다. E. coli mlc 변이 균주에서 P1 phage와 P22 phage를 이용한 transduction을 거쳐 Salmonella의 mlc mutant를 제작 하였다. 혐기적 조건으로 대수증식기까지 키운 mlc mutant의 경우 wild type에 비해 HEp-2 상피세포로의 invasion이 감소하였다. LDH (lactate dehydrogenase)를 이용한 cytotoxicity 실험에서도 mlc mutant가 동물세포에 미치는 독성이 감소하는 것을 확인하였다 RAW264.7 macrophage cell 내에서의 증식정도는 Salmonella mlc mutant의 경우 wild type에 비해 50% 정도 감소하였다 Glucose의 농도가 증가함에 따라 wild type과 상피세포와의 association은 감소하였으나 mlc간 mutation 된 경우에는 이러한 현상을 관찰할 수 없었다.

Abstract ▼

In this study, we examined effects of Mlc and Phosphoenolpyruvate (PEP): sugar phospho -transferase system (PTS) which play an important role for the sugar uptake in the prokaryotes on the expression of virulence genes of Salmonella In the animal model decreased virulence has been noted for Salsnone

In this study, we examined effects of Mlc and Phosphoenolpyruvate (PEP): sugar phospho -transferase system (PTS) which play an important role for the sugar uptake in the prokaryotes on the expression of virulence genes of Salmonella In the animal model decreased virulence has been noted for Salsnonellm strains carrying mutations in the ptsI, crr, cya or crp genes. We carried out invasion and survival assay of ptsI and mlc mutant strains to see the changes in the ability of invasion into the epithelial cells and survival within the macrophage cells compared with wild type. Salmonella ptsI mutant grown to exponential phase was more invasive into RAW264.7 macrophage cells than wild type while the ability of survival of ptsi mutant strain within the mcrophage cells was decreased up to 75% of the wild type regardless of growth condition. These results suggest that PTS system is important for Invasion and survival of Salmonella in animal celis. Mlc protein is a global regulator of PTS sys|em and acts as a repressor to suppress the expression of the pts genes. We constructed Saimoneiln mlc mutant via intergenic transdvction to investigate the contribucon of Mlc to pathogenicity of Salmonella. Invasion of mlc mutant grown to exponential phase in the anaerobic condition into the HEp-2 epithelial cells was decreased compared with that of wild type. In LDH-melaled cytotoxicity assay, mlc mutant showed less cytotoxic effect on the macrophage cells, than wild type. We also examined the ability to replicate within the RAW264.7 macrophage cells of wild type and mlc mutant strains. The survival rate of mlc mutants was reduced |o 50% compared to wild type. As the concentration of glucose in medium was higher, the degree of association of wild type was decreased. On the other hand, the ability of, association of mlc mutant grown in 0%(w/v) of glucose was lower than that of wild type whereas the level of association was not changed gradually according to glucose concentration like wild type. These results suggest the possibility that Mlc is involved in the exprmssion of pathogenicity of Salmonella S. typhimurium has pathogenicity islands (SPIs) which are large gene cassettes within the chromosome and can encode virulence factors. We performed primer extension assay to examine effects of mlc or ptsI on the expression of SPI-1 mnd SPI-2. In the absence of mic, the expression of both hilA and invF, the regulators of SPI-1,,was decreased. However, the ptsI mutation caused the activation of SPI-1 and repression of SPI-2 expresssion. Differences in the gene expression of wild type and mic mutant were also observed using the differential display RT (reverse transcription) -PCR. The effects of Mlc on pathogenicity of Salmonella was confirmed by In vivo experiments liver and spleen of mouse. These results imply close relationships between sugar utilization and pathogenicity of, Salmonella that it may be possible to develop ways to control pathogenicity of Salmonella via controlling Mlc function.

목차 Contents

• I. 연구개발결과 요약문...4
• (한글)...4
• (영문)...6
• II.총괄연구개발과제 연구결과...7
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...7
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과...12
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...35
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...38
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획...39
• 6. 첨부서류...40
• 7. 참고문헌...40