[학위논문]벼 도열병의 원인 균인 Magnaporthe oryzae에서 histone deacetylase MoRPD3의 기능 분석 Functional analysis of a histone deacetylase MoRPD3 in the rice blast fungus, Magnaporthe oryzae원문보기
Magnaporthe oryzae는 벼에 발생하는 가장 치명적인 병인 벼 도열병의 원인 균으로, 전 세계적으로 이 병에 의해 매년 10~30%의 쌀 생산량의 피해가 발생한다. 벼가 세계적으로 매우 중요한 식량 자원이기 때문에, 이 병은 매우 중요하게 다루어지고 있다. 최근에 후성유전학적 기작 중 히스톤의 변형이 M. oryzae의 병원성과 관련하다는 연구가 발표되고있다. 이 연구에서 히스톤 ...
Magnaporthe oryzae는 벼에 발생하는 가장 치명적인 병인 벼 도열병의 원인 균으로, 전 세계적으로 이 병에 의해 매년 10~30%의 쌀 생산량의 피해가 발생한다. 벼가 세계적으로 매우 중요한 식량 자원이기 때문에, 이 병은 매우 중요하게 다루어지고 있다. 최근에 후성유전학적 기작 중 히스톤의 변형이 M. oryzae의 병원성과 관련하다는 연구가 발표되고있다. 이 연구에서 히스톤 탈 아세틸화가 곰팡이의 발달과 병원성에 어떻게 영향을 미치는지를 확인하려고 한다. 진핵생물에서 chromatin 구조의 변형은 하위 유전자들의 전사를 결정짓는 아주 중요한 요소이다. 이러한 구조의 변화는 히스톤의 아세틸화와 탈 아세틸화와 같은 전사 후 변형에 의해 결정된다. 일반적으로 히스톤에 있는 lysine 잔기의 아세틸화 수준이 높으면 관련된 유전자의 발현이 증가하는 것으로 알려져있다. 히스톤 디아세틸레이즈들은 히스톤의 lysine 잔기로부터 아세틸기를 제거하는 효소이다. 이들은 두가지 family로 구분되는데 NAD+를 조효소로 이용하는 Sirtuin family와 Zn2+를 조효소로 이용하는 Classical HDACs family가 있다. Classical HDACs family는 다시 염기서열 유사성에 따라 class I과 class II 나뉜다. MoRPD3는 S. cerevisiae RPD3의 orthologue로 class I HDAC를 암호화하는 유전자이다. 효모에서 RPD3는 다양한 기능을 하는 것으로 알려져 있는데, 그 기능에는 meiosis, cell-type specificity, potassium transport, phosphate metabolism, 다양한 biosynthesis, chromatin 안정성, 그리고 스트레스에 대한 반응 등이 있다. 그러나, 사상형 곰팡이들에서 RPD3의 역할에 대한 이해는 아직까지 부족하다. 이 연구에서는 곰팡이의 발달과 병원성에 대한 MoRPD3의 역할을 설명하기 위해, MoRPD3의 knock-down 돌연변이를 만들었다. MoRPD3 knock-down 돌연변이들은 야생형 균주보다 무성 포자 형성 능력과 appressorium 형성 능력에 관해 상당히 부진함을 보였다. 또한 병원성과 관련된 실험은 MoRPD3 knock-down 돌연변이들에서 약화된 병원성을 보여주었다. 이 연구의 결과들은 MoRPD3가 M. oryzae의 발달과 병원성에 필요한 유전자임을 암시한다. 이 연구는 벼 도열병 균인 M. oryzae에서 MoRPD3의 역할을 완전히 이해하는 것을 도울 것이다.
Magnaporthe oryzae는 벼에 발생하는 가장 치명적인 병인 벼 도열병의 원인 균으로, 전 세계적으로 이 병에 의해 매년 10~30%의 쌀 생산량의 피해가 발생한다. 벼가 세계적으로 매우 중요한 식량 자원이기 때문에, 이 병은 매우 중요하게 다루어지고 있다. 최근에 후성유전학적 기작 중 히스톤의 변형이 M. oryzae의 병원성과 관련하다는 연구가 발표되고있다. 이 연구에서 히스톤 탈 아세틸화가 곰팡이의 발달과 병원성에 어떻게 영향을 미치는지를 확인하려고 한다. 진핵생물에서 chromatin 구조의 변형은 하위 유전자들의 전사를 결정짓는 아주 중요한 요소이다. 이러한 구조의 변화는 히스톤의 아세틸화와 탈 아세틸화와 같은 전사 후 변형에 의해 결정된다. 일반적으로 히스톤에 있는 lysine 잔기의 아세틸화 수준이 높으면 관련된 유전자의 발현이 증가하는 것으로 알려져있다. 히스톤 디아세틸레이즈들은 히스톤의 lysine 잔기로부터 아세틸기를 제거하는 효소이다. 이들은 두가지 family로 구분되는데 NAD+를 조효소로 이용하는 Sirtuin family와 Zn2+를 조효소로 이용하는 Classical HDACs family가 있다. Classical HDACs family는 다시 염기서열 유사성에 따라 class I과 class II 나뉜다. MoRPD3는 S. cerevisiae RPD3의 orthologue로 class I HDAC를 암호화하는 유전자이다. 효모에서 RPD3는 다양한 기능을 하는 것으로 알려져 있는데, 그 기능에는 meiosis, cell-type specificity, potassium transport, phosphate metabolism, 다양한 biosynthesis, chromatin 안정성, 그리고 스트레스에 대한 반응 등이 있다. 그러나, 사상형 곰팡이들에서 RPD3의 역할에 대한 이해는 아직까지 부족하다. 이 연구에서는 곰팡이의 발달과 병원성에 대한 MoRPD3의 역할을 설명하기 위해, MoRPD3의 knock-down 돌연변이를 만들었다. MoRPD3 knock-down 돌연변이들은 야생형 균주보다 무성 포자 형성 능력과 appressorium 형성 능력에 관해 상당히 부진함을 보였다. 또한 병원성과 관련된 실험은 MoRPD3 knock-down 돌연변이들에서 약화된 병원성을 보여주었다. 이 연구의 결과들은 MoRPD3가 M. oryzae의 발달과 병원성에 필요한 유전자임을 암시한다. 이 연구는 벼 도열병 균인 M. oryzae에서 MoRPD3의 역할을 완전히 이해하는 것을 도울 것이다.
Magnaporthe oryzae is well known causal agent of rice blast disease, which is one of the most destructive diseases that reduce 10 ~ 30% of rice production every year throughout the world. Since rice is an important food crop of the world, the disease is major treat to global food security. Recently,...
Magnaporthe oryzae is well known causal agent of rice blast disease, which is one of the most destructive diseases that reduce 10 ~ 30% of rice production every year throughout the world. Since rice is an important food crop of the world, the disease is major treat to global food security. Recently, it was shown that histone modifications among epigenetic mechanisms are involved in the pathogenesis of M. oryzae. Here, we set out to investigate how histone deacetylation is implicated in regulating important aspects of fungal development and pathogenesis. In eukaryotes, modification of chromatin structure is a critical factor that determines transcription of underlying genes. This structure can be influenced by post-translational modification of histones such as histone acetylation and deacetylation. Acetylation level at lysine residue of histone, in general, correlates with gene expression. Histone deacetylases (HDACs) are the enzymes that can remove acetyl group from lysine residue of histone. There are two kinds of HDACs family: Sirtuin family (NAD+-dependent HDAC) and the classical HDAC family (Zn2+ dependent HDAC). Classical HDAC family divides further into class I and class II. MoRPD3 is an orthologue of yeast RPD3 that encodes a class I HDAC in a plant pathogenic fungus, M. oryzae. In yeast, it is well known that regulation of RPD3 is associated with various processes including meiosis, cell-type specificity, biosynthesis, chromatin stability, and stress responds. However, roles of RPD3 during fungal pathogenesis has not been understood in detail yet. In this study, to elucidate the roles of MoRPD3 in fungal development and pathogenesis, MoRPD3 knock-down mutants were generated due to our repeated failure to make deletion mutant of the gene. MoRPD3-silenced mutants showed that significant reduction in asexual reproduction, and appressorium formation, compared with wild type strain. We also conducted several pathogenicity associated assays and these showed that MoRPD3 knock-down mutants have an attenuated pathogenicity. These data suggest that MoRPD3 histone deacetylase is required for fungal development and pathogenicity in M. oryzae. This study would enhance to comprehensively understand the role of the MoRPD3 in the rice blast fungus, M. oryzae.
Magnaporthe oryzae is well known causal agent of rice blast disease, which is one of the most destructive diseases that reduce 10 ~ 30% of rice production every year throughout the world. Since rice is an important food crop of the world, the disease is major treat to global food security. Recently, it was shown that histone modifications among epigenetic mechanisms are involved in the pathogenesis of M. oryzae. Here, we set out to investigate how histone deacetylation is implicated in regulating important aspects of fungal development and pathogenesis. In eukaryotes, modification of chromatin structure is a critical factor that determines transcription of underlying genes. This structure can be influenced by post-translational modification of histones such as histone acetylation and deacetylation. Acetylation level at lysine residue of histone, in general, correlates with gene expression. Histone deacetylases (HDACs) are the enzymes that can remove acetyl group from lysine residue of histone. There are two kinds of HDACs family: Sirtuin family (NAD+-dependent HDAC) and the classical HDAC family (Zn2+ dependent HDAC). Classical HDAC family divides further into class I and class II. MoRPD3 is an orthologue of yeast RPD3 that encodes a class I HDAC in a plant pathogenic fungus, M. oryzae. In yeast, it is well known that regulation of RPD3 is associated with various processes including meiosis, cell-type specificity, biosynthesis, chromatin stability, and stress responds. However, roles of RPD3 during fungal pathogenesis has not been understood in detail yet. In this study, to elucidate the roles of MoRPD3 in fungal development and pathogenesis, MoRPD3 knock-down mutants were generated due to our repeated failure to make deletion mutant of the gene. MoRPD3-silenced mutants showed that significant reduction in asexual reproduction, and appressorium formation, compared with wild type strain. We also conducted several pathogenicity associated assays and these showed that MoRPD3 knock-down mutants have an attenuated pathogenicity. These data suggest that MoRPD3 histone deacetylase is required for fungal development and pathogenicity in M. oryzae. This study would enhance to comprehensively understand the role of the MoRPD3 in the rice blast fungus, M. oryzae.
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