Regulatory Mechanisms of Salmonella Flagella Regulon by Bifunctional FliT and Polyphosphate Synthesis within Macrophage
이중기능성 FliT에 의한 살모넬라균의 편모 Regulon의 조절 메커니즘과 대식세포 안에서 다중연쇄인산 합성
- 주제(키워드) Salmonella , Flagella , Polyphosphate , Toxin endoribonuclease , Microscopy
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 이은진
- 발행년도 2023
- 학위수여년월 2023. 8
- 학위구분 박사
- 학과 대학원 생명과학과
- 세부전공 분자생물학전공
- 원문페이지 123 p
- UCI I804:11009-000000277256
- DOI 10.23186/korea.000000277256.11009.0000122
- 본문언어 영어
초록/요약
살모넬라균은 대표적인 병원성 세균으로, 미국 CDC에 의하면 매년 1.35백만명 감염과 매년 420명의 사상자를 유발하는 것으로 보고된다. 살모넬라균의 감염은 주로 오염된 물과 음식물을 통해서 감염을 일으키며, 설사 열 복통 메슥거림 및 구토를 유발한다. 실험에서 사용된 살모넬라균은 gram-negative, facultative anaerobic 균으로서 쥐에서 장티푸스를 유발하는 것으로 알려져 있다. 이 균은 predominantly peritrichous 편모를 이용하여 이동 및 감염을 한다. 살모넬라균의 가장 큰 특징은, host cell에 침입 후, 면역세포인 대식세포안에서 SCV(Salmonella containing vacuole) 구조를 형성하여 생존, 증식, 파급 및 apoptosis 유발을 통한 세포 파괴를 한다. 이러한 생존 전략은 살모넬라균이 가지고 있는 Salmonella pathogenicity islands (SPIs)로 알려진 병원성 유전자의 발현에 의해 이루어진다. 이와 같이, 살모넬라균의 생존과 관련된 생리학적 메커니즘으로, 3가지 주제의 연구와 추가적으로 살모넬라균의 현미경 검출 방법에 대한 연구를 수행하였다. 첫번째로, 살모넬라균의 편모에 대한 연구를 하였다. 살모넬라균은 peritrichous 편모를 이용한 운동성을 보여주며, 편모에 의해 chemotaxis, 셀에 부착 그리고 침입을 하는 것으로 알려져 있다. 또한 병원성 ligand로서 Toll-like receptor-5 (TLR-5)를 활성화시키는 역할을 한다. 이와 같이, 살모넬라균의 편모는 organelle로서 그리고 병원성 인자로서 중요한 역할을 하며, 편모의 조절은 살모넬라균의 병원성과 직접적인 관련이 있음을 시사한다. 살모넬라의 flagella regulon은 Class I에서 Class III로 구성되어있다. 편모 발현 조절은 Class I에 속한 FlhD,FlhC의 FlhD4C2복합체로 형성이 되고, 이 master regulator는 sigma factor70, 28에 의해 Class II, III 유전자를 순차적으로 transcription 한다. 이 master regulator는 Class II와 III에 동시에 존재하는 Bifunctional FliT에 의해 조절이 된다. FliT는 master regulator의 FlhC에 결합하고 동시에 FliD capping 단백질의 chaperone으로서 역할을 하는 것으로 알려져 있다. FliT의 중요 residue가 master regulator와 FliD와의 interaction에서의 역할을 알아보며 편모의 발현량과 조절 기작을 제시하였다. 두번째로, 살모넬라균의 생존과 관련한 생리학적 실험을 수행하였다. 살모넬라균의 가장 큰 특징인 대식세포 내에서의 생존으로 다양한 원인이 제시되는 것으로 알려져 있다. 대식세포 내에서 살모넬라균은 특히 마그네슘 고갈 스트레스로 인한 병원성 유전자를 발현한다. 마그네슘 고갈 스트레스는 다양한 마그네슘 수송유전자를 발현할 뿐만 아니라 음의전하의 균형을 맞추기 위해서 Pho regulon으로 알려진, phosphate 수송유전자를 발현하여 phosphate를 섭취하는 기작을 가지고 있다. 이러한 대식세포에서 환경은 polyphosphate를 생성하는데 적합한 조건을 제시한다. 추가적으로, 살모넬라균은 잘 보존된 polyphsophate를 직접적으로 합성 및 분해를 하는 polyphosphate kinase, exopolyphosphatase를 가지고 있는 것을 발견하였다. 이를 토대로, 살모넬라균이 대식세포 내에서 polyphosphate합성기작과 역할에 대한 연구를 수행하였다. 세번째로, Bacterial persister cell을 유도하는 살모넬라균의 Toxin-antitoxin operon 중 endoribonuclease toxins에 대한 역할에 대한 연구를 수행하였으며, 마지막으로 confocal microscope 와 전자현미경을 이용한 살모넬라균의 검출 방법에 대한 연구를 수행하였다.
more목차
TABLE OF CONTENTS
ABSTRACT vii
국문 초록 ix
CHAPTER 1. Regulation of Flagella Regulon Dependent on FlhD4C2 by Bifunctional FliT 2
CHAPTER 2. The Synthesis Polyphosphate in Salmonella Affects the Growth under Mg2+ Limited Condition 58
CHAPTER 3. Substrate specificity of bacterial endoribonuclease toxins 93
CHAPTER 4. Detecting Salmonella Type II flagella production by transmission elecron microscopy and immunocytochemistry 105
