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식중독균 리스테리아의 편모 생성조절 기전 찾았다

• - 리스테리아균 감염질환 치료제 개발의 단초 마련 - 

◈ 목차

⑴ 연구의 필요성
⑵ 연구내용
⑶ 연구성과/기대효과

◈본문

1. 연구의 필요성

• ○리스테리아균(Listeria monocytogenes)은 식중독 유발 병원균으로서 건강한 사람의 경우 발열, 오한, 설사 증세를 일으킨다. 하지만 임산부, 영아, 면역저하환자의 경우 패혈증과 뇌수막염을 유발하고 치사율이 20%까지 이른다.

• ○리스테리아균은 온도에 따라 운동방식이 다르다.

• −︎리스테리아균은 30도 이하의 숙주 밖 환경에서는 편모를 이용해 능동적으로 운동하며 증식한다.

• −︎편모 단백질은 체내에서 선천성 면역반응을 유발하고 다양한 항체반응을 유도하기 때문에 리스테리아균은 체내에서 편모단백질을 발현하지 않고 숙주의 면역체계를 회피하는 방향으로 진화해 왔다.

• −︎체내와 같은 37도에서는 편모 구성 단백질의 발현이 억제되고 대신 숙주 세포 내에 존재하는 액틴을 중합하여 운동성을 나타낸다.

• −︎따라서 편모 단백질 발현 조절은 리스테리아균의 운동성뿐 아니라 성공적 병원성 유발에 필수적으로 요구된다.

• ○온도에 따른 리스테리아균의 편모 단백질 발현 조절은 편모 전사억제 인자인 MogR 단백질과 항억제 인자인 GmaR 단백질을 이용한 정교한 시스템을 통해 일어난다. 그러나 GmaR-MogR 시스템 작동 기전은 명확히 알려지지 않았으며 리스테리아균의 운동성 조절 에 대한 이해는 부족한 편이다.

2. 연구내용

• ○본 연구에서는 GmaR-MogR 시스템에 대한 3차원 구조 분석과 다양한 생물리화학 및 세포실험을 시도하여 GmaR이 어떻게 MogR의 편모 발현 억제 기능을 저해하는지를 규명하였다. 또한 GmaR 단백질의 열 민감성을 밝힘으로써 온도에 따른 편모 발현 조절의 분자적 기전을 제시하였다.

• ○GmaR은 30도 이하에서 높은 단백질 안정성을 나타내는 단량체로 존재하며 환형의 다중 도메인 구조를 형성한다. GmaR은 공간적으로 분리된 C-말단 항억제 도메인의 두 부분을 이용하여 MogR과 강하게 결합한다. GmaR은 이러한 결합에 기초한 경쟁 및 공간 제한 기전을 이용하여 편모 단백질 전사억제자로서의 MogR 기능을 무력화시키고 결국 편모 발현을 유도한다.

• ○30도 이하와는 달리 37도에서 GmaR 단백질은 환형 구조를 잃고 자가 응집하여 MogR에 결합하지 못 하고 MogR이 편모 단백질 발현을 억제하도록 유도한다. 즉 GmaR 기능 소실로 인해 리스테리아균은 편모를 생성하지 않고 편모 유발 면역반응을 회피한다.

3. 연구성과/기대효과

• ○연구를 통해 리스테리아균 GmaR에 의한 편모 단백질 발현 조절의 온도 의존성 기전을 제시하였다.

• ○본 연구 결과는 리스테리아균에 특이적이고 선택적인 약물을 개발할 수 있는 토대를 제공한다. 편모형성 억제 물질은 리스테리아균에 의한 음식물 오염률과 식중독 발병률을 낮춘다. 또한 숙주세포 내에서 리스테리아균 편모 형성을 유발하는 약물은 리스테리아균 편모에 대한 체내 면역반응을 활성화시켜 자발적인 면역시스템에 의한 감염 치료에 활용될 수 있다.

...................(계속)

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