유상렬 교수, 이형호 교수(서울대) 연구팀은 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구 등) 등의 지원으로 연구를 수행했으며, 다학제 분야의 세계적인 학술지 PNAS 온라인판 4월 20일자에 게재되었다. 연구팀은 살모넬라균과 같은 식중독 원인균은 다양한 병원성 유전자를 발현함으로써 식중독을 일으킨다. 연구팀은 살모넬라균을 특이적으로 감염시키는 박테리오파지인 SPC32H로 부터 기존에 보고된 것과는 종류가 다른 억제인자(Rep), 항-억제인자(Ant) 쌍을 발견하고 이의 작동 방식을 규명하고자 연구를 시작하였다. 먼저 X-선 결정학 기법을 이용해 두 단백질 복합체의 고해상도 3차원 구조를 규명하였다. 지금까지 대부분의 억제인자는 2량체를 이루어 DNA에 결합하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번 연구의 억제인자가 4량체를 이루어 DNA에 결합하며, 특히 서로 다른 2개의 비대칭적 2량체로부터 각각 하나씩의 DNA 결합 도메인이 관여하여 DNA에 결합한다는 새로운 사실을 밝혔다.
특히 억제인자의 새로운 작동 방식과 더불어 항-억제인자의 결합에 의한 DNA로부터의 분리 메커니즘을 밝힘으로써 기존의 방식 뿐만 아니라 다양한 방식으로 억제인자가 작용하여 유전자의 발현을 정밀하게 조절할 수 있음을 처음으로 밝혔다. 이 연구 결과는 미생물 세포의 유전자 발현을 조절하는 새로운 방법을 개발하는 데에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 특히 억제인자-항-억제인자 쌍을 다양한 식중독균에 적용할 수 있다면 식중독균이 병을 일으키는데 필요한 유전자 발현을 선별적으로 조절할 수 있을 것이다. 이를 통해 항생제의 저항성을 유발하지 않으면서 효과적으로 식중독균을 제어할 수 있는 새로운 방법의 항미생물제제 개발의 가능성을 제시할 수 있을 것이다. |
