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연구

연구성과

연구성과

생명과학부 석영재 교수 연구팀

비브리오 콜레라균의 당 의존적 생물막 형성 조절원리 규명

2019.11.26

고위험 병원균인 비브리오 콜레라균의 생물막 형성 조절원리가 분자생물학적으로 규명되었다. 석영재 교수(서울대학교) 연구팀은 이원재 교수(서울대학교), 김병기 교수(서울대학교) 연구팀과 함께 비브리오 콜레라균의 감염 상황에서 생물막 형성, 운동성, 독성 등 다양한 병원성 요인을 조절하는 이차 신호물질 c-di-GMP의 양이 당(Sugar)에 의해 직접적으로 조절되는 원리를 보고했다.

비브리오 콜레라(Vibrio cholerae)균은 구토 및 쌀뜨물과 같은 물 설사를 동반하는 콜레라의 원인균으로, 올해에도 예맨, 카메룬 등 전 세계적으로 수백 명의 사망자를 낸 고위험 병원균이다. 콜레라의 치료는 국제보건기구(WHO)의 지침에 따라 다량의 포도당과 전해질이 포함되어 있는 경구용 치료제(Oral rehydration Salts; ORS)를 이용하여 탈수 증상을 완화시키고 항생제를 처방한다.

본 연구에서는 콜레라 치료제에 다량 포함되어 있는 포도당이 존재할 시, 비브리오 콜레라균의 생물막 형성이 증가하는 기작을 분자생물학적으로 밝혀내었다.

  • -연구결과에 따르면, 포도당이 풍부한 상황에서 포도당 수송 인산전달계의 EIIAGlc 단백질이 이차신호물질 c-di-GMP의 분해효소 PdeS의 활성을 억제하여, 세포내 c-di-GMP의 양 및 생물막 형성이 증가시킨다.
  • -대표 숙주인 초파리(Drosophila melanogaster) 감염모델에서 숙주의 식이 종류 및 영양 상태를 비브리오 콜레라균이 인지하여, 생물막 형성 및 감염 정도를 조절한다.

석영재 교수는“이 연구는 병원균의 감염상황에서 병원성 조절 신호물질 c-di-GMP의 양이 숙주의 식이 및 영양상태에 의해 직접적으로 조절되는 기작을 최초로 밝힌 것”이라며“이를 바탕으로 항생제를 사용하지 않고 병원균 치료의 치명적 방해요소인 생물막 형성을 제어하는 새로운 방법을 개발할 수 있을 것, 그리고 현재 사용하는 콜레라 경구용 치료제의 새로운 기준을 제시할 것으로 기대한다”라고 연구의 의의를 설명했다.

이 연구성과는 한국연구재단의 지원으로 수행되었으며, 세계적인 학술지인 Nature communications (IF 11.878)에 2019년 11월 25일(월)자로 게재됨.

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