Comparative analysis of the virulence gene expression among Vibrio vulnificus isolates using a DNA microarray
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 김건수
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 200702
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 바이오융합기술 협동과정
- 식별자(기타) 000000103690
- 본문언어 영어
초록/요약
Vibrio vulnificus is an opportunistic pathogen, which causes a septicemia in human. I prepared a small scale cDNA microarray containing 131 genes derived from a genomic DNA Vibrio vulnificus MO6 24/O, known to be associated with pathogenicity, quorum-sensing, the stringent response, transport, signal transduction and gene regulations. Using the chip, I compared the gene expression of four clinical and six environmental V. vulnificus isolates. These 10 strains were categorized into two groups by measuring the LD50 values; the virulent group (VG) and the less-virulent group (LVG). cDNAs of these 10 strains were prepared from the total RNAs and used for hybridization of the chip. For the reference, cDNA of MO6 24/O was used. The experiments were performed by forward and backward labeling two times each. The data were normalized for the log intensity ratio, M= log2(R/G), using the global and scale normalization by pins within a slide, and the scale normalization by samples between slides. Two methods for detecting a set of differentially expressed genes from the final data set were employed. First method is the comparative analysis of gene expression among ten strains. Among these genes, Predicted metal-dependent hydrolase (VV13145), V10 pilin (VV12114), and signal transduction histidine kinase (VV21638) showed statistically different expression between VG and LVG. The second is to detect significant genes which are differentially expressed as determined by statistical methods between VG and LVG. As a result, predicted Zn-dependent peptidase (VV11605), cystathionine gamma-synthase (VV11364) and exopolyphosphatase (VV10465) were selected. From the results, these genes are suggested to be related with a virulence factor and further studies about each of genes is under investigation.
more초록/요약
Vibrio vulnificus는 사람에게 심각한 패혈증을 유발하는 기회감염세균이다. 그러나 이 세균의 병을 일으키는 인자에 대한 이해는 아직 부족한 실정이다. Microarray 는 다수의 유전자를 하나의 칩에 집적시킨 뒤, 그 유전자들의 발현정도나 양상 등을 보는데 유용하게 사용되고 있는 기술이다. 본 연구에서는 여러 V. vulnificus 균주를 대상으로 병원성과 통계학적으로 유의적인 관계가 있는 유전체상의 유전자의 발현을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 V. vulnificus 에서 병원성이나 유전자 조절과 관련있다고 알려져 있는 유전자를 선택하여 소규모의 DNA microarray를 제작하였다. 이 array를 이용하여, 감염환자의 피, 해수, 또는 해산물등 에서 얻어낸 10개의 V. vulnificus isolates 에 대한 유전자들의 발현양상을 비교함으로써, virulent한 strain과 avirulent한 strain을 구별할 수 있는 marker 유전자를 탐색하였다. Microarray를 통해, 얻은 10개 V. vulnificus isolates간의 유전자 발현 비교 결과는 통계학적인 방법을 거쳐 normalization을 한 뒤, 두 가지 방법에 의해 통계 분석을 하였다. 첫 번째 방법은 열 개 strain간에 유의하게 발현정도의 차이가 나는 유전자들을 선택한 뒤, 그 유전자들을 기준으로 하여 strain을 그룹화하고 비교하는 방법이다. 두 번째 방법의 경우는, 앞의 경우와 다르게, 먼저 strain을 그 source와 쥐에 대한 LD50값을 기초로 하여 그룹화 하였다. Source에 의한 그룹을 clinical 과 environmental 그룹으로 구분하였고, LD50값에 근거하여 virulent group (VG) 과 less-virulent group (LVG) 으로 구분한 뒤, 이들 그룹 간에 있어서 발현의 차이가 나는 유전자를 선별하는 방법이다. 첫번째 방법을 통하여 metal-dependent hydrolase (VV13145), V10 pilin (VV12114), signal transduction histidine kinase (VV21638) 등이 균주 간의 유의한 차이가 나는 유전자로 확인되었다. 이 3개의 유전자에 대하여 10개 균주들 간의 발현정도를 구분해보면, 두 그룹인 virulent group (VG) 과 less-virulent group (LVG)에서의 차이와 일치함을 확인하였다. 두번째 방법을 통하여서는 LVG 에서 보다 VG 에서 발현정도가 증가하는 Zn-dependent peptidase (VV11605), cystathionine gamma-synthase (VV11364), exopolyphosphatase (VV10465)을 포함하는 몇 개의 유전자들이 확인되었다. 이렇게 microarray 를 통해 찾아낸 각각의 유전자들이 실제 virulent 와 avirulent strain을 구분할 수 있는 marker로 활용될 수 있는지에 관한 연구가 진행 중에 있다.
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