초록 ▼

□ 연구개요
아미노글리코사이드 항생제 적응 내성 균주들을 분리하여 항생제 (가나마이신)을 장기적으로 처리한 배양조건에서 분리한 돌연변이 균주들 (rplA framshift, arcB L232R)의 유전체 DNA와 전사체-단백체-대사체를 종합적으로 연구하여 항생제에 노출된 내성 세포에서 1) cos DNA이중가닥절단 증가하고 이에 관여하는 숙주통합 요소 (IHF)와 프로파지 DLP12 λ terminase 발현이 증가하여 세포 성장과 DNA 복제를 억제하고, 2) 숙주통합요소와 상호작용하는 파지쇼크단백질 (PspA)의 발현이 증

□ 연구개요
아미노글리코사이드 항생제 적응 내성 균주들을 분리하여 항생제 (가나마이신)을 장기적으로 처리한 배양조건에서 분리한 돌연변이 균주들 (rplA framshift, arcB L232R)의 유전체 DNA와 전사체-단백체-대사체를 종합적으로 연구하여 항생제에 노출된 내성 세포에서 1) cos DNA이중가닥절단 증가하고 이에 관여하는 숙주통합 요소 (IHF)와 프로파지 DLP12 λ terminase 발현이 증가하여 세포 성장과 DNA 복제를 억제하고, 2) 숙주통합요소와 상호작용하는 파지쇼크단백질 (PspA)의 발현이 증가하고 세포 형태 변화뿐만 아니라 물질배출 소포체 형성이 증가하였다. 그밖에 병원성 그람음성세균 (녹농균, 살모넬라, 아시네토박터)의 외막 변화와 소포체 형성에 관여하는 특이적인 유전자 (psl, mdsABC, pmrCAB)의 돌연변이 균주들을 확보하여 그람음성세균 외막 성분 (LPS, 다당류)의 소포체 형성이 항생제 내성뿐만 아니라 병원성 (면역회피, 부착, 침입)에 영향을 주는 것을 요소임을 확인하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
ㅇ 다양한 대장균 균주들의 성장시기별 아미노글리코사이드 항생제 적응 내성 발생 빈도를 측정하여 정지기 세포에서 내성이 증가하는 것을 확인하였다.
ㅇ 항생제 내성 돌연변이들 (rplA frameshift, arcB L232R)을 분리하여 유전체 재분석과 전사체-단백체-대사체 분석을 통하여 항생제에 노출된 내성 세포의 아미노산 합성에 관여하는 유전자(군)들의 발현감소와 ppGpp의 증가 및 손상된 DNA 복구와 스트레스 유전자 발현을 조절하는 sigma S (RpoS)의 증가가 항생제 내성 및 세포의 형질변화와 연관되어 있음을 확인하였다.
ㅇ 대장균 MG1655의 ΔrplA와 ΔarcB 변이체들을 제작하여 항생제에 노출된 돌연변이 세포들의 프로파지 DLP12의 λ terminase와 숙주통합요소 (IHFA/B)의 유전자 발현이 증가하여 cos DNA이중가닥절단과 DNA 복구 기전들이 활성화되고 DNA 복제와 유전자 발현 및 세포 성장을 억제하는 전형적인 적응 내성 기전과 함께 숙주통합요소와 상호작용하는 파지쇼크단백질 PspA의 발현 증가는 세포 형태와 외막의 변화뿐만 아니라 물질 배출에 관여하는 소포체 형성을 증가시키는 비전형적인 내성 기전이 연관되어 있음을 확인하였다.
ㅇ 녹농균과 살모넬라균의 외막 다당류의 변형과 소포체 형성에 관여하는 특이적인 유전자 (psl, mdsABC) 유전자 발현을 조절하여 세포표면의 지질다당류 층의 변화와 소포체 형성이 항생제 내성뿐만 아니라 병원성 (면역회피, 부착, 침입)에 영향을 주는 비유전적 요소임을 확인하였다.
ㅇ 또한 소아 구강에서 분리한 아시네토박터균들의 유전체와 비교유전체 분석을 통하여 항생제 내성 및 병원성과 관련된 lipid A 인산에탄올전달효소 PmrC와 부착 단백질 (Lap)에 발생한 키메라 유전자(군)을 발견하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
양이온성 항균물질에 대하여 저항성을 지닌 그람음성세균의 LPS와 세포 외막의 변형과 소포체 형성은 항생제 내성뿐만 아니라 감염 세균의 내독소와 효과단백질 분비로 인한 숙주의 면역반응과 질병발생과정에도 영향을 주므로 세균의 항생제 적응 내성에 관한 비유전자적 요소에 대한 연구개발결과는 학술적인 가치뿐만 아니라 항생제 내성 세균을 신속히 검사하고 치료하는 기술을 연구개발하는데 필요한 모델균주들을 제작·확보하였다.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 대장균의 성장시기별 아미노글리코사이드 항생제 내성 발생빈도 ... 5
• 나. 항생제 적응 내성 세포들의 프로파지 유전자 발현과 바이러스 DNA 복제 및 발현 분석 ... 6
• 다. 아미노글리코사이드 항생제 적응 내성 세포의 λ cos DNA 이중가닥절단 활성화 ... 7
• 라. 아미노글리코사이드 항생제 내성 돌연변이 균주들의 유전자 발현 분석 ... 9
• 마. 항생제 적응 내성 대장균의 프로파지 λ terminase와 숙주통합요소 활성화와 연관된 스트레스반응 단백질 발현 분석 ... 11
• 바. 대장균 MG1655 변이체 제작을 통한 항생제 내성 검증과 모델균주 구축 ... 12
• 사. 녹농균의 다당류 합성 유전자 psl 결손 돌연변이의 아미노글리코사이드 항생제 내성 ... 15
• 아. 살모넬라 특이적 배출펌프 mdsABC 결손과 과발현 돌연변이체 연구 ... 17
• 자. 키메라 부착단백질과 지질다당류 변형 PmrCAB 재조합 유전자를 포함한 아시네토박테균 분리 및 특성 연구 ... 17
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 19
• 4. 참고문헌 ... 20
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 24
• 끝페이지 ... 37