전남대학교 의과대학 최현일 교수(BK21플러스 전남대학교 분자의과학 융합사업단 단장) 팀이 병원혈청형 대장균(enteropathogenic E. coli)의 병원성인자 발현조절 기전을 밝혔다. 이는 “그 발현 조절 메카니즘을 확립함으로써 궁극적으로는 세균감염을 제어할 수 있는 이론적 토대를 마련한 것”으로 평가되는 연구 결과이다.

병원혈청형 대장균의 병원성인자를 암호화하고 있는 유전자들은 Ler 조절자에 의해 그 발현이 활성화되는 반면 ler 유전자 자체의 발현은 억제시킨다고 알려져 있다. 최 교수팀은 이를 토대로 “Ler 조절자가 DNA 올가미(loop)를 통해 자체 유전자의 발현을 억제시킨다”는 사실과 이 DNA 올가미가 ler 유전자의 발현을 억제 시키는 조절 메커니즘을 확립했다.

최 교수팀은 이번 연구에서 Ler 조절자가 ler 자체 유전자의 프로모터 양쪽에 결합한 후 접합하여 177 bp로 구성된 DNA 올가미를 형성하는 것을 발견했고, 이 DNA 올가미 안에 전사효소(RNA polymerase)가 억류되어 전사가 억제 되는 사실을 새롭게 밝혔다.

Ler 단백질은 장관혈청형 및 장관출혈성 대장균의 병원성 유전자 발현의 활성 조절자로 알려져 있다. 따라서 Ler 단백질의 발현을 정교하게 제어하는 것이 세균의 동물감염에서 중요하다.

최현일 교수의 주도 아래 Abhay Prasad Bhat 박사, 신민상 박사 등이 연구원으로 참여한 이번 연구 결과는 세계 최고 권위의 과학저널인 ‘미국학술원 학술誌(Proc Natl Acad Sci U S A , 6월9일 발행)에 게재됐다.

그동안 ler 유전자 발현을 연구해온 최현일 교수팀은 장관혈청형 대장균의 병원성 유전자 발현이 억제되는 기전을 2012년 Mol Microbiology(86권 3호)에 발표한 바 있다. 또 ler 유전자 자체의 발현이 적어도 두 개 이상의 전사개시 점에서 시작된다는 사실도 2012년 Mol Microbiology (83권 3호)에 보고했다.

최현일 교수는 “이번 연구를 통해 Ler에 의한 DNA 올가미 형성을 조절함으로써 병원성 대장균의 병원성을 제어할 수 있는 가능성을 열었다”고 설명했다.