논문 요약

본 연구에서는 세포독성 펩타이드로 알려져 있는 phenol soluble modulin (PSM)의 regulation 효과에 대한 연구를 진행하였다. PSM은 병원성 세균인 Methicillin-resistance Staphylococcus aureus (MRSA)에서 발생하여 감염 시 세포독성을 띄는 반면에, β-lactam 계열의 항생제 처리시에 항생제 민감도에 영향을 미치는 바이오 필름 형성의 조절의 역할을 맡고 있는 것으로 밝혀졌다. 이 외에도 PSM변이주들을 이용하여 β-lactam 계열의 항생제인 ampicillin과 oxacillin에 대한 민감도의 변화에 영향을 미치는 생리학적변화를 비교 관찰하였다. PSM의 변이에 따라서 항생제 내성은 바이오 필름의 증가, 세포막의 anteiso-C15:0 인지질의 증가, 세포소수성의 증가, 그리고 nanK 유전자의 발현증가에 따른 persister cell의 증가에서 기인한 것으로 보인다. 다만, PSM변이주에서 PSM 펩타이드에 처리시에 항생제 민감도가 회복되는 패턴을 보였으며, 이는 주로 바이오 필름 형성의 조절로 인한 것으로 보인다. 하지만, peptide에 fragment에 따라서 그 효과는 달랐고 α1, α2, α3, β2의 경우 바이오 필름의 형성을 제한하였으며, β1의 경우에는 반대로 증가시키는 양상을 나타냈다. PSM 펩타이드는 세포독성을 갖고 있어 세포에게는 필요 없는 요인이지만, 변이에 따른 regulation 패턴변화를 고려하면 항생제 치료시에는 오히려 필수적인 요소로 볼 수가 있다. 이상의 결과들을 통하여 PSM이 항생제 내성과 바이오 필름 형성에 중요한 역할을 하고 있다는 것을 다시 확인할 수 있었다.

교신저자

제1저자

연구실 소개

건국대학교 생전환 신소재 연구실 (Biomaterials and Biotransformation Laboratory)에서는 자연계에 존재하는 다양한 미생물 및 효소를 이용하여 유용한 물질 (바이오플라스틱, 바이오연료, 정밀화학 물질, 단백질, 탄수화물 등)을 생산하는 연구들을 주로 진행하고 있습니다. 이를 위하여 Streptomyces, Ralstonia, Shewanella, E. coli를 대상으로 대사공학기술, 유전체학, 단백체학, 생물정보학 등의 기법을 통하여 미생물을 개량하여 고효율 생산시스템을 구축하거나, 극한 환경 유래의 신규 미생물을 발굴하여 이를 이용하여 유용물질을 생산하는 연구를 함께 진행하고 있습니다. 이와 함께 질량분석기 기반 항생제 생산 혹은 내성 관련한 조절인자 발굴 및 Membrane fatty acid 분석을 통한 fluidity 연구 등을 진행하고 있습니다.

연구 분야

- 바이오매스 유래 바이오플라스틱/ 바이오연료 생산
- 전세포 반응 기반 바이오케미컬 생산
- 질량분석기 기반 내성 조절 인자 발굴
- 바이오플라스틱 분해 균주 연구
- 극지/해양/혐기 유래 신규 미생물 발굴 및 유용물질 생산