살모넬라의 산화질소 저항성에서 무기인의 역할

Abstract

Salmonella enterica serovar Typhimurium과 같은 병원성 세균은 동물 숙주에 의해 생성된 산화질소(nitric oxide; NO)와 산화질소와 관련된 활성질소종의 공격으로부터 저항성을 가진다. 본 논문에서는 S. Typhimurium의 무기인 수송자가 활성질소종 스트레스로부터 오는 피해를 막기 위해 필수적인 것을 확인하였다. S. Typhimurium의 무기인 항상성은 두 가지의 무기인 수송자에 의해 조절 된다. 하나는 높은 친화력을 가진 인산염 수송자, Pst이고 다른 하나는 낮은 친화력을 가진 인산염 수송자, Pit이다. Pst와 Pit 무기인 수송자가 모두 돌연변이 된 S. Typhimurium은 spermineNONOate 등의 산화질소 공여체가 들어간 배지에서 잘 성장하지 못하였으며, 이 돌연변이주에 pst 오페론을 갖는 플라스미드 클론을 형질전환시키면 야생형 균주의 성장 속도와 유사하게 성장이 회복되었다. 산화질소에 의해 pst 오페론의 전사는 크게 유도되었으나 pit 오페론의 전사는 변화가 없었는데, 이 현상은 무기인이 결핍되는 조건에서의 두 오페론의 전사 양상과 같았다. 또한, 실험실 조건 (in vitro) 에서 무기인과 산화질소를 반응시키고 무기인의 양을 측정하면 두 요소의 양적 변화가 관찰되지 않았으나, 산화질소에 노출된 Salmonella 내부의 무기인 양은 감소하였다. 이것은 무기인과 산화질소가 서로 연관되어 상호작용 한다는 것을 보여준다. 현미경 관찰을 통해, 산화질소를 처리한 pst pit 무기인 수송자 돌연변이주의 형태가 길어지고, 산화질소-특이적 형광 표지자인 DAF-FM(4-amino-5-methylamino-2′,7′-difluorofluor-escein) diacetate를 처리 하였을 때 세포내부 형광도가 크게 증가하는 것을 확인하였다. 이것은 정상적인 세포분열과 산화질소 대사과정 기능에 훼손이 생긴 다는 사실을 보여준다. 결론적으로, 본 연구를 통해 활성질소종 스트레스 조건에서 무기인 항상성이 Salmonella의 생존을 위해 필수적이다는 사실을 발견하였다.