초록 ▼

연구개요
패혈증 비브리오균과 비브리오 콜레라균의 MARTX 서열을 확보하여
1) 생물발광 기반 MARTX 독소 활성 모니터링 균주를 개발하고,
2) 콜레라균과 패혈증 비브리오균의 MARTX 독소 반복서열 부분을 비교·분석하며,
3) 단백질 엔지니어링 기반 상호 교체 검증을 통해 MARTX 독소 반복서열 부위에 내재하는 세포 괴사 원인을 밝히고자 함.
이를 통해 거대 단백질 독소에 의해 매개되는 패혈증균 병원성의 억제를 위한 신규 원천기술 기반을 확보함.

연구 목표대비 연구결과
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연구개요
패혈증 비브리오균과 비브리오 콜레라균의 MARTX 서열을 확보하여
1) 생물발광 기반 MARTX 독소 활성 모니터링 균주를 개발하고,
2) 콜레라균과 패혈증 비브리오균의 MARTX 독소 반복서열 부분을 비교·분석하며,
3) 단백질 엔지니어링 기반 상호 교체 검증을 통해 MARTX 독소 반복서열 부위에 내재하는 세포 괴사 원인을 밝히고자 함.
이를 통해 거대 단백질 독소에 의해 매개되는 패혈증균 병원성의 억제를 위한 신규 원천기술 기반을 확보함.

연구 목표대비 연구결과
[세부연구 목표 및 연구 결과]
A. 목표1 및 연구 결과: 생물발광 기반 MARTX 독소 활성 모니터링 균주 개발
1)MARTX 외 기타 외독소가 결여된 안전 균주 및 nLuc 유전자 서열를 확보함
2)자살벡터에 nLuc 모듈을 클로닝하고 이중 상동 재조합을 MARTX 독소에 nLuc 모듈이 삽입된 독소 활성 모니터링 균주를 제작함
3)생물 발광도를 측정하여 독소 활성 모니터링 균주의 engineered MARTX 독소 발현 및 분비를 검증함
B. 목표2 및 연구 결과: MARTX 반복서열 비교분석
1)MARTX 독소의 CPD 부분을 이용해 패혈증 비브리오균과 비브리오 콜레라균의 MARTX 독소 유전자 서열을 확보함
2)확보한 MARTX 독소 유전자 서열에 대해 MSA를 진행하여 MARTX 반복서열의 conserved sequence를 확보함
3)패혈증 비브리오균과 비브리오 콜레라균의 반복서열의 conserved sequence를 비교하여 주요 불일치 위치를 선정함
C. 목표3 및 연구 결과: MARTX 반복서열 내 세포 괴사 원인 분석
1)세포 감염을 통한 cell bleb 현상 관찰 및 생물 발광도를 측정하여 MARTX 독소 활성 스크리닝법을 구축함
2)패혈증 비브리오균의 MARTX 반복서열 내 주요 불일치 위치가 비브리오 콜레라균 서열로 교체된 엔지니어링 균주를 제작함
3)세포 감염을 진행하여 엔지니어링 균주의 MARTX 독소 활성을 평가함

[전체 연구결과]
수립하였던 연구 실행목표를 빠짐없이 수행한 결과, 패혈증 비브리오균 감염으로 초래되는 세포 괴사는 비브리오 콜레라균과 패혈증 비브리오균의 MARTX 독소 반복서열 내에서 관찰되는 주요 불일치 위치의 차이 때문은 아님이 확인됨. 이를 통해 MARTX 반복서열 내 공통으로 나타나는 부분의 미묘한 서열 차이 혹은 MARTX 독소 유전자 발현을 조절하는 promoter의 차이가 원인임을 추론할 수 있었음.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
[사회·경제적 측면]
패혈증 세균 다기능성 거대 독소의 세포 괴사 특성을 규명함으로써, 향후 질병관리청, 식품의약품안전처 등 관련기관에서의 패혈증균 감염 예방/치료/관리 전략를 수립할 때 기초 자료로 활용됨. 특히 다기능성 거대 단백질 독소는 유전자 전달 및 재조합을 통해 독성이 증대된 신변종으로 진화할 수 있는 만큼, 세포 괴사의 원인과 기전을 선제적으로 규명한 본 연구의 결과는 궁극적으로 미래 신변종 감염균 출현에 대한 대응이며 국민 건강과 국가안보에도 기여하는 결과임. 또한 본 연구를 통해 확보된 반복서열 부분에 대한 기초결과는 향후 독소 기반 단백질 전달 플랫폼이라는 신규 첨단바이오 산업으로 확대될 수 있음

[과학기술적 측면]
다기능성 거대 단백질 독소의 세포 괴사 원인을 규명함으로써, 이 독소가 매개하는 숙주-세균 상호작용의 분자기전을 억제하는 이른바 ‘항독성 전략’ 마련의 기초를 제공하였음. 또한 패혈증균/감염균 단백질 독소 biology에 대한 기본적 이해를 증진시킴으로써 기초/응용학문의 발전에 기여하였으며, 이는 거대 단백질 독소가 매개하는 패혈증 세균감염의 치료/제어로 확장될 수 있음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 최종연구목표 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 3) 연차별 목표 및 연구개발 내용·범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 26