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.