온도변화에 의한 패혈증 비브리오균 vulnibactin 수용체 유전자 vuuA와 cyclic AMP 수용체 유전자 crp의 발현 조절

Abstract

패혈증 비브리오균은 호염성(halophilic) 그람음성 간균으로 바닷물에 서식하며 인체에 감염을 일으키기 위해서는 반드시 25oC에서 37oC로의 온도변화를 견뎌내야 한다. 패혈증 비브리오균은 주로 vulnibactin 수용체(VuuA)에 의해 매개되는 철흡수기전(VuuA-mediated iron-uptake system: VuuA-mediated IUS)을 통해 철을 흡수하며 이 철흡수기전의 발현은 분해대사물억제(catabolite repression)에서 통괄조절자(global regulator)로 작용하는 cyclic AMP 수용체(CRP)에 의해 조절된다. 본 연구에서는 철이 결핍된 환경에서 25oC에서 37oC로의 온도변화가 유전자 vuuA와 crp의 발현에 어떠한 영향을 미치는 가를 관찰하고 VuuA-mediated IUS 와 CRP 사이에 존재하는 상호보완적 관계를 증명하고자 하였다. 철이 풍부한 환경과 비교하여 철이 결핍된 환경에서는 패혈증 비브리오균의 증식이 억제됨과 동시에 vuuA의 발현은 증가되고 crp의 발현은 감소되었다. 25oC에서 37oC로 온도변화를 주었을 경우 패혈증 비브리오균의 증식이 촉진됨과 동시에 vuuA와 crp의 발현이 증가되었다. CRP가 결여된 돌연변이 균주에서는 vuuA의 - 2 - 발현이 감소되었고, VuuA가 결여된 돌연변이 균주에서는 crp의 발현이 감소되었다. 25oC에서 37oC로 온도변화를 주었을 경우 CRP나 VuuA가 결여된 돌연변이 균주에서도 vuuA 또는 crp의 발현이 증가되었다. 이러한 결과들은 25oC에서37oC로의 온도변화가 철이 결핍된 환경에서 vuuA과 crp의 발현을 촉진하는 환경적 신호임을 나타내 주며 VuuA-mediated IUS와 CRP 사이에 최적의 대사(optimal metabolism)를 위한 상호보완적 협력관계(coordinated interaction)가 있음을 나타내 준다.|Upon entering the human body, Vibrio vulnificus, a gram-negative halophilic marine bacterium, must withstand temperature change from 25oC to 37oC (TC). This bacterium acquires iron mainly via the vulnibactin receptor (VuuA)-mediated iron uptake system (IUS), which is under the positive control of cyclic AMP-receptor protein (CRP), a global regulator responsible for catabolite repression. This study was conducted to examine the effect of TC on expression of vuuA and crp and to determine the reciprocal relation between VuuA-mediated IUS and CRP under iron-limited conditions. Iron limitation led to increased expression of vuuA, but decreased expression of crp, inhibiting growth of V. vulnificus. TC resulted in increased expression of both vuuA and crp, stimulating growth of V. vulnificus. A crp or vuuA mutation reciprocally decreased vuuA or crp expression, and TC increased vuuA or crp expression even in the crp- or vuuA-mutated background. These results indicate that TC increases expression of both vuuA and crp under iron-limited conditions, and that CRP and VuuA-mediated IUS interact coordinately with one another for achievement of optimal metabolism.