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4-퀴놀론: 미생물계의 스마트폰

전문가 제언: ○ 박테리아“스마트폰”으로서 소용되는 작은 분자들을 논의했고, 박테리아는 통신뿐만 아니라 그것들 외부환경을 모니터할 수 있었다. 박테리아가 그룹 거동을 편성하도록 통신하는 발견은 이들 단세포생체를 관찰하는 방법에 혁명을 일으켰다. 박테리아의 통신메커니즘은 해양박테리아 Vibrio fischeri로 설명되었고 그 이래 진핵생물로 사용된 통신메커니즘에 비유되었다. 박테리아 통신 또는 쿼럼감지(QS)는 연속생성, 누적, 작은 호르몬-같은 분자들의 감지를 거쳐 생기며, 규정된 세포밀도에서 변경된 유전자 발현에 귀착 된다.

○ 유전자발현을 조절하도록 QS를 사용하여, 박테리아는 큰 그룹수로 진행될 때 더욱 효과적인 그룹 활성도를 조정한다. QS는 생태학적/의학적으로 적절하여, 생체발광과 병독성 인자생성물 만큼 다양한 거동들을 조절한다. 한 가지 주된 그룹의 QS신호체계 분자들은 이종 고리 4Qs이다. 4Qs는 그램-음성 기회감염성 병원균 녹농균에서 주로 연구되었다.

- 녹농균의 작용메커니즘이 합성 퀴놀론 항생제와 다르지만 그 균은 항생활동도를 소유하는 4Q, HQNO를 생성한다. 여기서 4Q-기초 QS시스템, 4Q의 생합성과 조절, 4Qs와 병독성, QS신호체계, 신호체계이외의 생물학적 역할의 4Qs 등을 논의 했다. 세균 4Qs가 최근 리뷰 되었기 때문에, 시판 4Q항생제성질을 설명했고 신호체계에서 이들 분자를 포함하는 최근문헌들도 고찰되었다.

○ 녹농균은 PQS와 HHQ에 더하여, 비록 대부분 기능적으로 특성규명 되지 않고 남아있지만 항균성질 분자들 50개 이상 4Qs를 생성한다. 이 모든 4Qs분자들의 특성이 규명되어 미생물계의 스마트폰신호체계로 활용, 유전자발현, 전사조절 등은 의학적/생물학적 혁명적인 실용성이 전망된다. 결국 65년간에 발표된 문헌을 망라 했지만 아직도 4Qs에 대한 새로운 생물학적인 역할을 계속 연구가 필요하고 한국에서도 선진IT와 접목하여 이 분야의 연구개발에 도전하므로 생태학, 생물학, 의학 등의 이론적인 면과 산업발전에 기여해야한다.

저자: H. Huse and M. Whiteley
자료유형: 학술정보