탄저균의 유전체 분석 및 기능성 게놈연구

초록

목적 : 생물테러에 사용 가능성이 높은 탄저균에 대하여 유전적 다양성에 기반 분자역학적 분석 system을 개발, 구축함으로서 탄저 발생 시 신속 탐지 및 동정기술을 개발하는데 기여함과 동시에 단백질체 및 유전체 연구를 통한 병원체 관련 인자 규명함으로서 탄저균의 유용 유전자원의 탐색 및 활용하는 데 기여하고자 하였다. 방법 : 국내 분리 탄저균 및 표준균주를 대상으로 pagA과 gyrB 전체염기서열과 pXO1에서 VNTR 6 개, insertion-deleltion(in/del) 4개와 pXO2의 VNTR 10개와 in/del 3개 지역에 대한 변이를 분석하였다. 또한 MLVA, AFLP법과 염기서열 분석법을 이용하여 유전적 다양성을 분석하고 two-dimension electrophoresis 와 signature tagged mutagenesis 기법 활용하여 병원성 인자 및 기능성 유용자원 발굴에 적용하였다. 결과 : 49주의 탄저균에 대해 pagA에 대한 염기서열분석 결과 5개 지역에서 돌연변이 염기를 확인하였다. Genotypes은 총 13 type로 phenotypes은 8 type으로 분류하였으며 분석한 총 49주중 26주는 genotype VI에 속하였고 이중 11주는 Kiem이 제시한 유형과 다른 새로운 genotype으로 규명되었다. 유사도 0.77수준에서 B. cereus group과 Bacillus 속 관련 종들이 분류되었고, 탄저균의 분리주 및 표준 참고 균주들은 107개의 총 AFLP 단편을 나타내었고 그 중 91개가 동일 단편을 나타내어 85%의 monomorphism을 보였으며, 0.98 수준의 높은 유사도를 나타내었다. 기능성 유전체 연구에서는 탄저균의 pXO1 plasmid를 curing하여 plasmid가 소실된 균주와 original 균주와의 단백발현 양상을 비교하였다. pXO1이 소실된 균에서 약 21개 spot이 사라졌으며 6개 spot이 새로 나타났으며, 또한 5개 spot이 up-regulation, 30 spot이 down-regulation 되어 MS-MS를 통해 동정하였다. STM에서는 모두 10개의 tag가 삽입된 mutant 탄저균을 제조하였다. 결론 : 국내 임상 분리주는 토양에서 분리된 균주와는 공통적으로 다른 유형에 속함을 확인하였다. 각 분석법간 상호 연관성 및 보완성을 확인할 수 있어 선별된 다수 유전자 지역에서의 염기서열의 차이를 이용한 체계적이고 종합적인 분자 역학 시스템 구축의 가능성을 확인하였다. pXOl이 소실된 탄저균의 spot을 분석한 결과 약 35개의 spot (P<0.05)이 pXO1이 소실된 균주에서 나타나지 않거나 감소하였다. 분석결과 pXO1 유래 유전자는 찾을 수 없었으며 주로 chromosome 유래 단백질이 밝혀져 pXOl에는 주로 조절 유전자가 존재하여 전체 단백질에 영향을 미칠 수 있을 가능성이 제시되었으며 관련유전자는 추후 cloning을 통해 기능을 규명하는 연구를 수행할 예정이다.

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