초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
소의 만성, 소모성 질병인 요네병(Johne’s disease)의 원인체인 Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis(MAP)의 감염 초기 육아종 형성과 관련된 병원체 전반의 유전자 발현 변화 분석을 통해 잠복 및 재활성화 기전을 규명하고 관련 병원성 유전자를 발굴한다.

○ 전체 내용
1. in vitro granuloma 모델 구축
- Collagen I과 fibronectin을 활용하여 bovine peripheral

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
소의 만성, 소모성 질병인 요네병(Johne’s disease)의 원인체인 Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis(MAP)의 감염 초기 육아종 형성과 관련된 병원체 전반의 유전자 발현 변화 분석을 통해 잠복 및 재활성화 기전을 규명하고 관련 병원성 유전자를 발굴한다.

○ 전체 내용
1. in vitro granuloma 모델 구축
- Collagen I과 fibronectin을 활용하여 bovine peripheral blood mononuclear cells(PBMCs)를 3차원배양
- MAP 감염시킨 후 PBMCs의 aggregation 관찰
- H&E staining, acid-fast staining 및 면역화학염색을 통한 granuloma-like lesion 확인
2. in vitro granuloma model에서 MAP의 감염 특성 분석
- Granuloma model에서 total RNA extraction 기법 확립
- 유전체분석을 통한 MAP 감염 초기 PBMC의 반응 분석
3. 세포주 감염 모델에서의 host-pathogen interaction 분석
- Human THP-1 cell을 이용한 dual RNA-seq 기법 확립
- THP-1 cell의 MAP 감염 초기 host-pathogen transcriptome 분석
- Bacterial RNA-seq 분석
- Host-responsive mRNA repertoire of MAP 분석
- Single cell RNA-seq 기반 MAP 감염에 대한 THP-1 cell 반응 분석
4. 돌연변이체 제작
- CRISPRi 기반 필수유전자의 conditional mutant 제작
5. 발굴된 병원성 유전자의 기능 분석
- Bacterial transcriptome 분석 결과로부터 database 기반 virulence factor 발굴(VFDB) 및 clusters of orthologous groups of protein(COG) 분석 등 병원성 유전자 기능 분석

□ 연구개발성과
SCI 논문 1편, 학술대회 발표 4건, SCI 논문 1편(revision)

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 연구 결과의 활용방안
- 본 연구를 통해 발굴된 신규 병원성 유전자들은 예방백신의 개발이나 진단법 개발의 아이디어로 활용될 수 있음.
- in vitro granuloma model은 백신이나 치료약물 개발 시 유효성 평가를 위한 모델로서 활용가치가 높기 때문에 관련된 연구를 위한 자료를 선점하는 의미가 있음.
- 축산업에 경제적으로 막대한 영향을 끼치는 소 요네병에 대한 조기 검색 및 예방에 대한 기초자료를 제공함으로써 질병의 근절에 기여할 수 있고, 이는 농가의 생산성 향상으로 이어져 국내 낙농산업의 국제적인 경쟁력 향상으로 이어질 수 있음.
- 본 연구를 통해 확보할 수 있는 유전자원은 향후 질병의 조기 진단 키트 및 예방 백신의 개발로 이어질 수 있는 중요 자원으로 기술 이전 및 산업화를 통해 진단 및 예방 백신 시장의 세계적인 수요 창출이 가능하여 결과적으로 막대한 부가가치를 생성할 수 있을 것으로 예상.

○ 연구 성과 관리 계획 및 응용계획
- Dual RNA-seq 분석 결과 얻어진 bacterial gene expression data를 이용하여 추가적인 돌연변이제작 예정이며, 해당 돌연변이주의 특성 분석 결과는 논문의 형태로 지속적 성과 등록하고자 함.
- 본 연구에서 구축된 in vitro granuloma model은 추후 MAP 돌연변이체에 대한 병원성 검증을 위한 좋은 감염모델이 될 수 있으며, 이를 통한 병원성 분석 결과를 지속적으로 성과 등록하고자 함.
- 본 연구에서 사용된 dual RNA-seq, scRNA-seq, CRISPRi 돌연변이제작기법 등 구축된 분석기법들을 활용하여 in vivo 연구에 적용할 수 있는 추후 연구를 진행하고자 계획중에 있으며, 이는 본 연구를 통해 얻어진 in vitro 기반 지식을 목적동물로 확장할 수 있는 중요한 전환점이 될 수 있음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1. in vitro granuloma model 구축 ... 5
• 2. in vitro granuloma model에서 MAP의 감염 특성 분석 ... 6
• 3. 세포주 감염 모델에서의 host-pathogen interaction 분석 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 8
• 1) 연구수행 결과 ... 8
• 2) 목표 달성 수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 9
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 10
• 1) 연구성과 ... 10
• 2) 연구성과 활용계획 ... 11
• 6. 참고문헌 ... 11
• 끝페이지 ... 11