Anaerobic Acid Tolerance Response in Salmonella typhimurium

Salmonella typhimurium의 혐기적 산내성도 평가

Salmonella typhimurium can encounter a wide variety of environments during its life cycle. In nature, S. typhimurium can experience and survive dramatic acid stresses that occur in diverse ecological niches ranging from pond water to phagolysosomes. These survival mechanism is aquired by the Acid Tolerance Response(ATR) in Salmonella. The ATR of S. typhimurium is a complex inducible phenomenon in which exposures to slight or moderate low pH will produce a stress response capable of protecting the organism against more severe acid challenges. ATR in Salmonella has two different systems that are called RpoS dependent and independent. We found that ATR in anaerobic was showed RpoS independent because rpoS$\Omega$AP had ATR as S. typhimurium UK1. Using the P22 MudJ(Km, lacZ) operon fusion technique and a lethal selection procedure combining low pH(pH4.5) and sodium acetate(10mM, pH4.5), we isolated LF487 aatA::MudJ which showed acid sensitive in anaerobic condition. aatA locus was determined at 12 min on Salmonella Genetic Map. The survival rate of aatA mutant was showed significantly diminished at pH4.3 than virulent wild type Salmonella in anaerobic condition(5% $CO_2$, 5% H$_2$, 90% $N_2$). Therefore isolated gene was confirmed important gene for anaerobic ATR system.

Salmonella typhimurum은 생활사 동안에 다양한 환경과 접하게 된다. S. typhimurium은 오염된 웅덩이에서 숙주의 phgolysosome에 이르기까지 생태계에 널리 분포하면서 산성 스트레스를 경험하며 또한 생존할 수 있다. Salmonella 이와 같은 산저항능은 Acid Tolerance Response (ATR)에 의해 획득된다. 약산의 pH에 적응된 S. typhimurium은 낮은 pH 영역에서 생존할 수 있는 일종의 대항능을 갖게되며, 이런 생존 능력은 복잡한 유전적 유도현상 결과로 해석된다. Salmonella 있어서 ATR은 RpoS 의존적 그리고 RpoS 비의존적 현상으로 구분되며, 특히 혐기적 조건(5% $CO_2$, 5% H$_2$, 90% $N_2$)에서 rpoS$\Omega$Ap는 UK1과 동일한 ATR을 나타내어, 혐기적 조건의 ATR은 RpoS 비의존적인 것으로 판명되었다. P22와 MudJ (Km, lacZ)를 이용한 gene fusion기법과 sodium acetate (pH4.5)를 이용한 돌연변이체 분리방법을 병행하여 산민감성의 형질을 나타내는 LE487 aatA::MudJ를 얻었다. antA 는 Salmonella의 유전자 지도상에서 12min에 위치하는 것으로 조사되었다. antA는 혐기적 조건(5% $CO_2$, 5% H$_2$, 90% $N_2$)하의 pH4.3 조건에서 야생형 Salmonella 비해서 매우 높은 산민감성을 보여주었다. 그러므로 antA는 혐기적 ATR에 있어서 산적응 기전에 관여하는 중요한 유전자로 확인되었다.