• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권7호
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• pp.1227-1234
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• 2008

Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic human pathogen that produces and secretes exopolysaccharides (EPS), in which cells are embedded to form a highly organized community structure called biofilm. Here, we characterized the role of cyclic diguanylate (c-di-GMP) and EPS (PEL) overproduction in the wspF mutant phenotypes of P. aeruginosa PA14 (wrinkly appearance, hyperadherence, impaired motilities, and reduced virulence in acute infections). We confirmed that the elevated c-di-GMP level plays a key role in all the wspF mutant phenotypes listed above, as assessed by ectopic expression of a c-di-GMP-degrading phophodiesterase (PvrR) in the wspF mutant. In contrast, PEL EPS, which is overproduced in the wspF mutant, was necessary for wrinkly appearance and hyperadherence, but not for the impaired flagellar motilities and the attenuated virulence of the wspF mutant. These results suggest that c-di-GMP affects flagellar motility and virulence, independently of EPS production and surface adherence of this bacterium.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권6호
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• pp.811-821
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• 2020

Mycobacterium tuberculosis produces mycolic acids which are relevant for persistence, recalcitrance to antibiotics and defiance to host immunity. c-di-GMP is a second messenger involved in transition from planktonic cells to biofilms, whose levels are controlled by diguanylate cyclases (DGC) and phosphodiesterases (PDE). The transcriptional regulator dosR, is involved in response to low oxygen, a condition likely happening to a subset of cells within biofilms. Here, we found that in M. bovis BCG, expression of both BCG1416c and BCG1419c genes, which code for a DGC and a PDE, respectively, decreased in both stationary phase and during biofilm production. The kasA, kasB, and fas genes, which are involved in mycolic acid biosynthesis, were induced in biofilm cultures, as was dosR, therefore suggesting an inverse correlation in their expression compared with that of genes involved in c-di-GMP metabolism. The relative abundance within trehalose dimycolate (TDM) of α-mycolates decreased during biofilm maturation, with methoxy mycolates increasing over time, and keto species remaining practically stable. Moreover, addition of synthetic c-di-GMP to mid-log phase BCG cultures reduced methoxy mycolates, increased keto species and practically did not affect α-mycolates, showing a differential effect of c-di-GMP on keto- and methoxy-mycolic acid metabolism.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.83-91
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• 2012

본 총설은 N-acyl-homoserine lactone (AHL)에 기반한 quorum sensing(QS)을 비롯한 다양한 QS 시스템 및 생물막 형성과의 관련성에 대한 연구 동향을 정리하였다. 또한 anti-QS으로서 quorum quenching 전략을 이용한 생물막 억제 연구 동향에 대해 중점적으로 서술하였다. 세균의 독특한 신호전달 체계인 QS는 AHL과 같은 특정한 신호분자의 농도에 의해 세균의 집단적 행동 양식이 결정되는 세포밀도-의존성 유전자 발현 조절 메커니즘이다. QS 시스템은 미생물의 부착 및 생물막 형성에 있어 중요한 역할을 한다. AI-1이나 AI-2에 의한 QS는 생물막 형성 과정에 필요한 세포외 다당류, 단백질, 세포 외 DNA 등 주요한 구성 성분 등의 생산뿐만 아니라, 세균의 운동성 조절, 부착, 생물막 해체 과정까지도 조절하는 기능을 한다. 일부 세균의 경우 QS시스템 이외에도 second messenger로 알려진 c-di-GMP에 의한 signaling이 QS와 서로 연결되어 생물막 형성이나 병독성과 같은 타깃들을 함께 조절한다. 생물막은 병원성 세균에 의한 감염 시 여러 가지 병독성 가운데 가장 중요한 요소 중 하나이기 때문에, 생물막 형성을 조절하는 QS를 차단하기 위한 다양한 anti-quorum sensing 전략이 연구되고 있다. Anti-QS 접근 방식은 의학적 이용뿐만 아니라 물에 노출되어있는 MBR을 비롯한 많은 산업적 장치 등에서 생물막 형성으로 인한 손상 및 오염을 방지하기 위해 쓰일 수 있다. Anti-QS 전략 중 신호분자인 AHL을 무력화 시키는 quorum quenching 효소(AHL-lactonase, AHL-acylase, oxidoreductas)를 이용하여 생물막 형성을 억제할 수 있으며, 막을 이용한 수처리 공정에서 막에 발생하는 biofouling을 완화시킬 수 있는 새로운 anti-fouling 처리 기술로서 이러한 QQ 효소의적용 가능성을 보여 주고 있다.