Expression control of ssaJ and ssaK of SPI2 in Salmonella typhimurium

Salmonella typhimurium에서 SPI2의 ssaK와 ssaJ의 발현조절

Salmonella Pathgenicity Island 2 plays an important role in Salmonella pathogenicity, especially invasion into host cell. We have investigated the effect of various environmental factors, such as oxygen level, osmolarity, pH, carbon starvation and glycerol addition on the expression of SPI2. For this research, we constructed the reporter plasmids, in which the promoter-less lac operons are fused with the regulatory regions (including promoter) of ssaJ and ssaK, major genes in SPI2. The study using the reporters showed that low oxygen, low osmolarity, or weak alkali conditions increased the expression levels of ssaJ and ssaK and when these three conditions exist simultaneously, the expression levels of ssaJ and ssaK are the highest. However carbon starvation and glycerol addition did not affect the expression of ssaJ and ssaK. These environmental effects on the expression levels of ssaJ and ssaK are the same in three Salmonella typhimurium wild types, LT2, UK1, and SL1344. In addition, we confirmed that the mutation in hilA, a regulatory gene encoding a transcriptional activator of SPI1, had no effect on the expression of ssaJ and ssaK. Thus, these results strongly suggest that the expressions of SPI2 and SPI1 are regulated by different control systems.

Salmonella typhimurium에서 병독성 발현, 특히 숙주세포내로의 침입에 중요한 역할을 하는 유전자들의 집단(gene cluster)인 Salmonella Pathogenicity Island 2(SPI2)의 발현에 대한 다양한 환경요인들의 영향을 조사하였다. 이를 위해 SPI2의 주요 유전자인 ssaJ와 ssaK의 promoter를 포함하는 regulatory region을 promoterless lac operon과 융합시켜 reporter를 제조하였다. 그리고 산소농도, 삼투압, pH, 탄소원 결핍 및 glycerol 참가 등 여러 환경요인들의 변화가 이 reporter 유전자의 발현에 미치는 효과를 조사한 결과 저산소, 낮은 삼투압, 약 알칼리 등이 ssaJ와 ssaK의 발현을 증가시켰으며 위의 세조건이 함께 존재할 때 그 발현이 가장 크게 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 탄소원 결핍이나 glycerol 첨가는 이 두 유전자들의 발현에 영향을 주지 않았다. 또한 이상과 같은 환경인자들의 효과는 S. typhimurium의 세 가지 야생형인 LT2, UK1과 SL1344 모두에서 동일한 양상을 보였다. 다른 한편 SPI1의 transcriptional activator를 암호화하는 조절유전자인 hilA의 돌연변이는 ssaJ와 ssaK의 발현에 영향을 미치지 않음도 밝혀냈다. 따라서 이상의 결과는 SPI1과 SPI2가 서로 별개의 조절계에 의해 그 발현이 조절됨을 보여준다.