병원균 감지 방식 토의

[2sungwook]

병원균 유래 물질로는 tryptophan, methylthioadenosine (MTA), kynurenine (Kyn)이 있다.
Immunomodulatory Metabolites Released by the Frog-Killing Fungus Batrachochytrium dendrobatidis.pdf

하지만 병원균 유래 물질이 대장균 세포 내부로 들어올지는 확실하지 않기 때문에 수용체를 이용해서 감지하는 것이 적합할 것이다.
수용체를 이용한 detection project:

1. https://2020.igem.org/Team:UZurich/Design :식물의 pattern recognition receptor를 이용. 물질을 감지하면 두 종류의 수용체가 복합체를 이루는 원리를 이용하여 발광하도록 디자인.
   문제점: 효모와 조류를 이용하여 우리가 사용하고자하는 대장균과 다름. 물질 감지 후 신호전달은 없고 바로 발광하도록 디자인. 명확한 실험 결과를 얻지 못함.
2. http://2011.igem.org/Team:Berkeley/Project :toxR 수용체는 그람 음성균 내막에 존재하며 dimerize 하면 ctx 프로모터 전사. 항상 dimerize 하도록 한 수용체를 이용한 실험은 ctx 프로모터 아래의 gfp 발현에 성공했으나 estrogen receptor를 fusion 시켜 감지하는데는 실패.
   문제점: inner membrane에 존재하는 수용체이기 때문에 물질이 outer membrane과 세포벽을 지나와야 함. Estrogen 실험에서 보았듯이 fusion receptor가 dimerize 하는데 실패할 수 있다.
3. http://2017.igem.org/Team:Wageningen_UR/Results/Cpx :Cpx 시스템은 대장균 내막에 존재하는 CpxA 가 CpxP에 억제되어 있다가 억제자가 떨어지면 활성화되는 시스템이다. 이 팀은 spheroplasting(외막과 세포벽 제거)을 한 후 CpxP에 병원균 감지 기능을 추가하는 디자인을 고안. 실험으로는 IgG결합 단백질을 CpxA 에 붙여서 사용했지만 IgG를 추가해줘도 시스템이 반응하지 않음
4. https://2020.igem.org/Team:UofUppsala/Design : CadC도 대장균에서 dimerize하여 pCadBA 에서 전사를 시작한다. 이 팀의 경우에는 카페인 감지 단백질을 연결하여 사용하였고 pCadBA를 낮은 농도로 발현시키니 리포터의 세기가 변하는 것을 관찰하였다.

Chitin에 결합하여 dimerize 하는 수용체가 존재한다. Chitin (NAM 8개)을 리간드로는 이합체를 형성하지만 peptidoglycan을 대상으로는 이합체를 형성하지 않는다.
Chitin-Induced Dimerization Activates a Plant Immune Receptor.pdf
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/pdb/4EBZ