패혈증 비브리오균의 주화성 반응에서 N-acetylglucosamine 을 감지하는 Methyl-accepting chemotaxis protein 의 역할
Role of a GlcNAc-sensing MCP in chemotactic response of Vibrio vulnificus
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이규호
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 생명과학과
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000081929
- UCI I804:11029-000000081929
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
Vibrio vulnificus 는 식중독 및 패혈증의 주요 원인균으로, 음식물 섭취 후 혈액으로 침투하기 위해 장벽을 인식하고 이를 통과하는 과정이 필수적이다. 특히, 장내에 풍부한 점액층을 인식하고 이동하는 기전은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 V. vulnificus 의 점액에 대한 화학 주성 반응을 조사하였다. 위장관에서 발견되는 점액의 주요 성분인 mucin 으로 코팅된 슬라이드 글라스를 이용한 부착 실험에서 V. vulnificus 는 mucin 쪽으로 이동하는 경향을 보였다. 또한, mucin 이 포함된 soft-agar plate 에서 여러 개의 migration ring 이 형성되었고, 이는 V. vulnificus 가 mucin 의 구성 성분에 대해 화학주성 반응을 나타냄을 의미하였다. 특히 mucin 의 주요 당 성분 중 하나인 N- acetylglucosamine (GlcNAc)에 특이적으로 반응하는 것으로 나타났다. 분자생물학적 기전을 조사하기 위해 GlcNAc 을 감지하는 methyl-accepting chemotaxis protein (MCP)을 MCP 돌연변이 풀 스크리닝을 통해 선별하였고, 이를 McpM3이라 명명하였다. GlcNAc 에 특이적인 ring 을 형성하지 못한 mcpM3 돌연변이 균주는 mucin 에 대한 부착 능력 또한 유의하게 감소하였다. 더불어 V. vulnificus 야생형 균주와 mcpM3 돌연변이 균주를 각각 마우스에 감염시킨 결과, 야생형 균주에 비해 돌연변이 균주에서 병원성이 감소함을 확인하였다. 이러한 결과를 종합해 보면, V. vulnificus 의 장내 침투 및 감염 기전에서 McpM3은 GlcNAc 을 인식하여 장내 점액층으로의 이동을 유도하고, 이는 장벽 통과 및 혈류 침투를 통해 병원성 발현에 기여하는 것으로 예상된다.
more초록 (요약문)
Vibrio vulnificus, a major cause of foodborne illness and septicemia, must recognize and traverse the intestinal barrier to enter the bloodstream after ingestion. However, the mechanisms by which V. vulnificus recognizes and traverses the mucus layer abundant in the intestinal environment remain poorly understood. In this study, we investigated the chemotactic response of V. vulnificus toward intestinal mucus. Attachment assays using mucin-coated glass slides revealed that V. vulnificus preferentially migrated toward mucin. In addition, multiple chemotactic migration rings were observed on mucin-containing soft agar plates, indicating that V. vulnificus responds chemotactically to components of mucin. In particular, V. vulnificus exhibited a specific response to N-acetylglucosamine (GlcNAc), one of the major sugar components of mucin. To investigate the molecular mechanism, a methyl-accepting chemotaxis protein (MCP) responsible for sensing GlcNAc was identified through MCP-mutant pool screening and was designated as McpM3. The ΔmcpM3 mutant, which was unable to form the GlcNAc-specific ring, also exhibited significantly reduced attachment to mucin. Furthermore, infection experiments using a mouse demonstrated that the ΔmcpM3 mutant showed attenuated virulence compared to the wild-type strain. Taken together, these findings suggest that McpM3 mediates chemotactic migration toward GlcNAc within the intestinal mucus layer, thereby facilitating intestinal barrier penetration and contributing to the pathogenicity of V. vulnificus during host infection.
more목차
I. 그림 및 표 차례
A. Tables III
B. Figures III
II. 초록 V
III. 서론 1
IV. 실험 재료 및 방법
A. 박테리아 균주와 플라스미드 4
B. MCP 돌연변이 제작 4
C. mcpM3 유전자의 complementation 균주 제작 5
D. Plate-based chemotaxis assay 6
E. Mucin-coating assay 6
F. 과발현 plasmid 의 제작 및 재조합 단백질 정제 7
G. Western blotting 8
H. McpM3 LBD 단백질 이용한 ITC 8
I. 마우스 lethality 실험 9
J. V. vulnificus 의 마우스 장기 내 colonization 9
V. 결과
A. V. vulnificus 는 mucin 에 주화성을 갖는다. 40
B. Mucin 에 주화성을 갖는 methyl-accepting chemotaxis protein
(MCP) 동정. 43
C. V. vulnificus 는 mucin 구성 성분 중 N-acetylglucosamine
(GlcNAc)을 attractant 로 인식한다. 46
D. McpM3의 구조 및 GlcNAc 과의 상호작용 54
E. GlcNAc 인식 결함 McpM3의 숙주 부착력 및 병원성 저하. 57
F. V. vulnificus 에서 GlcNAc 감지 주화성의 중요성. 63
VI. 고찰 69
VII. 참고문헌 72
