초파리 장 면역에 관련된 유전자군 탐색

Abstract

Drosophila has been utilized as a fruitful genetic model system for the study on host-microbe interactions. Recently, in addition to NF-kB-mediated systemic innate immunity, reactive oxygen species (ROS)-mediated gut immunity is found to be essential for host defense. Given that gut epithelia are in continuous contact with microbes, the gut immunity is believed to act as a first line of defense system in the innate immunity. However, the exact molecular mechanism of the gut immunity remains to be elucidated. In this study, we performed genome-wide analyses to identify genes involved in the gut immunity. For this, we have purified microbe-derived ROS-activating agonists (MDRA) from a Drosophila pathogen. Subsequently, we have identified 212 genes that are induced by MDRA treatment. Among 212 MDRA-responsive genes, 184 genes are subjected to the gut infection by using RNAi-expressing transgenic flies. Through this approach, we finally find 7 candidate genes that are essential for host resistance against gut infection. These genes may have diverse functions such as signal transduction, cell-to-cell junction, and detoxicification. We have identified new elements for gut-specific system and these results will provide ne insight into the gut innate immunity.;숙주와 미생물의 관계 연구에 좋은 모델 동물인 초파리에서 최근 NF-κB 경로 중심의 체액성 면역 반응 이외에 활성산소 생성을 주축으로하는 장 특이적 면역이 발견되었다. 특별히 장은 가장 자연적이고 지속적인 미생물의 감염에 노출되어 있는 기관으로 즉각적인 면역 반응이 매우 중요하기 때문에 장 면역에 대한 연구는 선천성 면역 반응의 이해에 매우 중요하다고 할 수 있다. 하지만 현재 이렇게 중요한 장의 면역 반응 기전에 대해서는 연구되어진 바가 거의 없다. 장은 균과의 접촉 방법에서 일반 기관과 차이가 있기 때문에 특별한 면역 반응 기작이 존재할 것이 분명하다. 이러한 특별한 장의 면역 기작을 밝히기 위해서는 장 면역을 조절하는 유전자군의 탐색을 목적으로 실험을 진행했다. 먼저 장에서 활성산소의 생성을 유도하는 물질을 균으로부터 분리정제하고 이 분리정제한 물질에 의해서 발현이 유도되는 유전자를 microarray를 이용하여 탐색하여 총 212개의 장 면역 관련 유전자 후보군을 확보하였다. 이들 유전자들이 장내 면역에 관여하는지 확인하기 위해 최종적으로 184개 유전자에 대한 RNAi 초파리의 장을 감염시켜 생존률을 검사했다. 이를 통하여 장내감염에 관여하는 장 특이적 면역 반응을 구성할 것이라 여겨지는 7개의 유전자 후보군을 찾았다. 이들은 두 종의 protein kinase와 cell junction 관련 유전자, 그리고 cytocrome P450 이었다. 이 결과로 이제까지 연구되어지지 않았던 장 특이적 면역 유전자의 존재가 확인됨으로써 장이라는 국소 기관의 선천성 면역에 대한 연구의 초석이 마련되었다.