바이오필름 원리 및 활용

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목차

1. <정의>
2. <QS 양식, 자가유도물질>
3. <QS의 잠재적 응용>
4. <QS 저해제>
5. <QQ 메커니즘>

본문내용

<정의>
단일 세포는 군락을 이루면서 cell-cell communication mechanism을 가지고 변화하는 환경에 효과적으로 대응할 수 있다. 이러한 QS(quorum sensing) 은 세균 집단 내에서 유전적 발현의 경향성과 기능을 일관되게 만든다. 세균이 증식하면서 AI가 세포 밀도와 비례하여 축적되다가 임계 농도에 이르게 되는 순간 이후부터 독특한 신호전달이 일어나면서 세균의 집단적 대사 활성이 조절된다. 간단히 말하면 밀도 의존성 유전자 발현 조절 메커니즘이다. 개별 세균에 의해서는 불가능하고 세균 집단에 의해서만 QS 신호전달이 이루어진다. 신호전달의 결과로 다양한 생리적 기능을 조절 할 수 있는 유전자 발현이 일어난다. 생물 발광(bioluminescence), 포자형성(sporulation), 세균 간의 접합으로 유전자를 교환하는 것(conjugation), 운동성(motility), 생물막(biofilm)의 합성, DNA 수용능(competency), 병독성(virulence), 항생제의 생산 등이 있다.

<중 략>

+) multi QS: 발광 유전자
많은 그람음성균은 한 종류의 AI를 이용한 QS system을 사용하지만, P. aeruginosa의 경우에는 두 종류의 AHL을 동시에 사용해서 QS를 조절한다. 또한 서로 다른 QS 시스템을 혼합하여 동시에 이용하는 복잡한 다중-QS (multi-QS) 메커니즘을 가진 세균들도 있다. 발광유전자가 그 예시이다. 독립영양 세균들 중 일부는 발광하는데 이들은 세균 Vibrio fischeri, V.harveyi 에서 실마리가 얻어졌다. 이 발광 세균은 바닷물에서 플랑크톤으로 부유할 때는 발광을 하지 못한다. 그런데 in vitro 상태에서 적절한 배지에 inoculation 하면 lag-phase 없이 바로 log-phase로 진입하는데 발광량은 inoculation 하고 나서 3시간이 지난 log-phase의 중기에 급격하게 증가한다.

참고 자료

Dong, Yi-Hu, and Lian-Hui Zhang. "Quorum sensing and quorum-quenching enzymes." Journal of
Microbiology 43.spc1 (2005): 101-109.
미생물학 백과, 정족수 감지, 자기 유도물질
Bassler BL. How bacteria talk to each other: regulation of gene expression by quorum sensing. Curr Opin
Microbiol. 1999 Dec;2(6):582-7