초록
살모넬라(Salmonella)의 염색체에 존재하는 병원성 유전자의 집합체인 Salmonella pathogenicity island(SPI)1 과 2는 살모넬라가 유발하는 다양한 질병에 중요한 역할을 한다. SPI1의 발현을 유도하는 HilD는 Luria-Bertani(LB) 배지 조건에서 SPI2의 발현 활성인자로 작용하는 것으로 알려져 있으나 LB 배지 내에서 hilD 유전자의 발현 양상은 아직까지 연구되지 않았다. 본 연구에서는 LB 배지에 살모넬라를 배양하면서 hilD 유전자의 발현과 단백질 양을 조사하였으며 SPI2 유전자인 sseA의 발현과 비교하였다. hilD의 발현은 대수 증식기 경과 후 정지기(stationary phase)로 전환되는 시기에 비약적으로 증가하였으나 sseA의 발현은 정지기 후반부에 최대로 증가하였다. 즉, 후반 정지기에서 HilD 단백질은 낮은 수준으로 존재함에도 불구하고 SPI2의 발현을 유도한다는 것을 알 수 있었다. SPI1의 다른 발현 조절인자인 hilA와 invF의 변이체에서 sseA의 발현을 살펴본 결과 invF의 변이는 hilD와는 다르게 배지 조건에 상관없이 오히려 sseA의 발현을 증가시켰다. 또한, InvF의 과발현은 sseA 발현을 정상 수준으로 복원시켰지만 추가적인 감소는 일으키지 않는다는 것을 알 수 있었다. SPI1은 HilD를 이용하여 SPI2의 발현을 유도하지만 반대로 InvF를 이용하여 발현을 억제하기도 하는 이중적인 조절 기전을 가지고 있는 것으로 판단된다.
In Salmonella enterica, many genes encoded within Salmonella pathogenicity islands (SPI) 1 and 2 are required to cause a range of diseases in a variety of hosts. The SPI1-encoded regulator HilD activates both the SPI1 and 2 genes at different times during growth in Luria-Bertani (LB) media. In this study, the expression levels of hilD during growth in LB were investigated. The data suggest that hilD expression is induced in the early stationary phase and decreases in the late stationary phase, when sseA, an SPI2 gene, is maximally expressed. However, HilD could act as an activator of sseA expression in the late stationary phase despite being present at low levels. SseA expression was investigated in SPI1 regulator mutant strains, hilA, hilD and invF mutants. As expected, hilD mutation decreased sseA expression. However, we found that invF mutation caused a 1.5-fold increase in sseA expression in not only LB but also M9 minimal media, which is thought to resemble an intracellular environment. InvF overexpression restored sseA expression to wild-type levels in an invF mutant but did not cause an additional reduction in sseA expression. These results suggest that SPI1 controls SPI2 expression either positively or negatively.
