초록 ▼

본연구의 당초 목적은 세균의 산화질소(nitric oxide: NO) 내성에서 세포내 무기 인산 (inorganic phosphate; Pi)을 포함하는 인산 대사 및 NO 항상성의 변화에 따른 고유의 세균 NO 해독 시스템을 발견하고, 세균 병원성 발현에서 이들의 역할을 규명하는 것이다.

병원성 세균이 숙주 동물내에서 성공적으로 병원성을 발휘하려면 대식세포를 포함하는 숙주세포에서 분비하는 산화질소(nitric oxide; NO) 의 공격을 적절히 해독하여 내성을 가져야 한다. 산화질소는 DNA와 단백질등 세포 구성분자

본연구의 당초 목적은 세균의 산화질소(nitric oxide: NO) 내성에서 세포내 무기 인산 (inorganic phosphate; Pi)을 포함하는 인산 대사 및 NO 항상성의 변화에 따른 고유의 세균 NO 해독 시스템을 발견하고, 세균 병원성 발현에서 이들의 역할을 규명하는 것이다.

병원성 세균이 숙주 동물내에서 성공적으로 병원성을 발휘하려면 대식세포를 포함하는 숙주세포에서 분비하는 산화질소(nitric oxide; NO) 의 공격을 적절히 해독하여 내성을 가져야 한다. 산화질소는 DNA와 단백질등 세포 구성분자의 활성을 변화시켜 세균 증식을 억제한다. 살모넬라를 모델균주로 이용하여 수행한 본 연구는 3년의 연구과정 동안 산화질소가 세균 내부 인산의 농도를 감소시키고 주요 무기인산 수송 시스템들이 NO 내성에 필수적이다는 사실을 확인하였다. 본 연구 개시 이전엔 세균의 인산 대사와 관련된 NO 해독 시스템 연구는 전무하였으며, 본 연구과제의 수행을 통해 다음과 같은 주요한 연구결과를 도출하였다.
1. 세균의 NO 내성에서 인산 수송 시스템의 역할 규명
- Transposon을 이용한 무작위 유전자 돌연변이 기법을 통해, 무기인산 (Pi) 특이적이고 Pi에 높은 친화도를 갖는 Pst 수송 시스템 돌연변이주가 NO에 민감하다는 사실을 발견하였으며, 이와 더불어 또다른 Pi 수송시스템인 Pit 단백질의 돌연변이가 첨가되면, NO 민감성이 더욱 크게 증가하며, 살모넬라의 Pi 흡수는 이 두 시스템에 의존함을 발견하였다.

2. NO 해독 시스템에서 인산의 역할 규명
- NO는 세포내 Pi농도를 감소시키고, 이 현상은 Pst 수송시스템을 생산하는 pst operon 유전자의 전사를 증가시키는 현상을 확인하였다. 이러한 세포의 반응은, NO 내성을 위해 세포내 Pi의 농도가 일정 부분 필요하고, 따라서, Pi 수송시스템의 활성에 의한 Pi 흡수과정이 필요함을 보여주었다.

- 또한, 세포외부에 Pi를 공급해주면, NO에 대한 내성이 증가함을 확인하였는데, 외부 Pi 농도 변화에 따른 세포의 NO 대사율을 측정한 결과, 변화가 관찰되지 않아, Pi의 역할은 세포의 직접적인 NO 대사 활성과 관련이 없는 것으로 확인되었다.

- pst pit 중복 돌연변이주를 상대로, cDNA microarray 실험을 통해 유전자 전사 변화를 분석한 결과, arginie metabolism에 관여한 유전자들의 전사량이 외부 Pi농도에 의해 변화되는 것을 관찰하였다.

- transposon mutagenesis를 통해 pst pit 중복 돌연변이주의 NO 내성을 회복할 수 있는 돌연변이주를 스크린한 결과, pyrimidine 대사와 관련된 유전자, chaperone 단백질 생산에 관여하는 유전자들의 발현에 관련된 유전자들에 돌연변이가 일어난 것을 확인하였다.

3. 세균 병독성 모델에서 인산 대사의 역할 규명.
- 야생형 균주와 pst pit 중복 돌연변이주를 상대로 생쥐에서 병독성을 실험한 결과, 돌연변이주는 병독성이 감소하는 것을 확인하였으며, 대식세포에 감염시에도 생존률이 감소하는 것을 확인하였다.

(출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 9