다양한 CTX prophage 배열을 보유하고 있는 Vibrio cholerae 균주 제작

Abstract

콜레라는 독소를 생산하는 Vibrio cholerae 균주들에 의해 발생하는 설사병 이다. V. cholerae는 200가지 이상의 혈청형이 있으며, 이들 중 O1과 O139 혈청형들이 독소를 생성하여 유행성 콜레라의 원인이 되고 있다. O1 혈청형은 미생물학적, 생화학적 특성에 따라 El Tor biotype과 classical biotype으로 세분되고 있다. 독소를 생성하는 콜레라 균주들은 콜레라 독소 유전자를 가지고 있는 바이러스인 CTX phage가 콜레라균의 2개의 염색체에 용원화 되어 생성된다. El Tor biotype균주는 CTX-1, classical 균주는 CTX-cla, O139 혈청형을 가지는 균주는 CTX-O139가 특징적으로 용원화 되어 있었으나, 최근에는 CTX-1과 CTX-cla가 recombination되어 만들어진 mosaic CTX phage (CTX-2~6)를 가지고 있는 비전형 El Tor (atypical El Tor) 균주들이 세계적으로 유행하고 있다. 본 연구에서는 plasmid-based CTX phage replication system을 이용하여 복제된 다양한 CTX phage들을 non-toxigenic 콜레라 균주에 형질도입 함으로써CTX-1, CTX-cla, CTX-2, CTX-O139 각각의 phage가 콜레라균의 염색체에 용원화 된 균주를 제작하였다. 그리고 CTX-1, CTX-cla, CTX-2, CTX-O139를 가지고 있는 각각의 균주에 CTX-1, CTX-cla, CTX-2, CTX-O139를 추가로integration 시켜서 하나의 균주에 CTX phage가 두 개 용원화 된 16가지 균주를 제작하였다. 또한, CTX-3 phage가 용원화 되어 있는 콜레라 균주에 CTX-2, CTX-O139를 차례대로 integration 시켜, TLC:CTX-3:CTX-2:CTX-O139를 가지는 균주를 제작하였다. 본 연구를 통해서 만들어진 균주들 중 일부 균주는 CTX prophage에 있는 항생제 내성 유전자를 콜레라 독소 유전자로 다시 치환시켜 독소를 생성하는 균주로 회복시킬 수 있을 것이며, 같은 방법을 사용하여 2개 이상의 CTX prophage가 있는 균주는 classical type의 독소와 El Tor type의 독소 유전자로 치환 시킴으로써 하나의 균주에서 2가지 이상의 콜레라 독소를 생산하는 균주를 제작하는 것도 가능할 것이다. 이 균주들은 동물모델에서 콜레라 독소 B subunit에 대한 면역 반응을 유도할 수 있는지 검증한 후, 차세대 콜레라 백신 균주로 활용될 수 있을 것이다.