미생물 항생제어 실험실

Toxin-antitoxin system (TA system)은 원핵 생물에서 아주 흔하게 나타나는 유전적 모듈이다. TA system은 기본적으로 intracellular toxin과 그에 대응하여 toxin의 활성을 저해하는 antitoxin으로 구성되어 있으며, 현재 antitoxin의 분자적 특성 (단백질 혹은 RNA)과 antitoxin이 toxin을 저해하는 방식에 따라 다섯 가지 유형 (Type I – V)으로 분류된다. 그 중에서도 Type II TA system은 toxin과 antitoxin이 단백질의 형태로 직접적인 상호작용을 하는 경우로 가장 활발한 연구가 진행되고 있다. 일반적으로, 정상적인 성장조건에서는 toxin과 antitoxin의 지속적인 발현이 이루어지고, toxin의 활성은 antitoxin에 의해 억제된다. 그러나 환경적 스트레스 조건이 가해지면 상대적으로 불안정한 antitoxin은 세포 내 단백질분해효소에 의하여 분해되고, 결과적으로 antitoxin으로부터 자유로워진 toxin이 활성화 됨에 따라 세포 내 타겟에 작용하여 세포의 성장을 저해하거나 세포 사멸을 유도한다.

본 연구실에서는 다양한 스트레스 환경에 노출되는 병원성 미생물 (Mycobacterium tuberculosis), 극한 미생물 (Deinococcus radiodurans)에 존재하는 TA system의 특성을 밝힘에 따라 이들의 병원성 기작 혹은 내성 기작을 이해하고자 한다.

• 병원성 박테리아에서 toxin의 발현과 활성만 유도하는 물질을 개발함으로써 세균성 질병을 치료 (antimicrobial agent의 개발)
• TA 유전자를 클로닝용 벡터에 도입함으로써 기존의 단점을 보완한 효율적인 클로닝 벡터의 구축
• 특정 mRNA 서열을 절단하는 toxin을 규명함으로써 바이러스성 질병을 치료 (향후 antiviral agent로 이용 가능)