[논문]동물병원성 뇌수막염 유발 곰팡이 Cryptococcus neoformans의 Pathogenomic Signaling Network 연구와 항곰팡이제 개발

고영준; 권유원; 나한나; 반용선

동물병원성 뇌수막염 유발 곰팡이 Cryptococcus neoformans의 Pathogenomic Signaling Network 연구와 항곰팡이제 개발
Pathogenomic Signaling Networks and Antifungal Drug Development for Human Fungal Pathogen Cryptococcus neoformans 원문보기

한국미생물·생명공학회지 = Korean journal of microbiology and biotechnology, v.38 no.1, 2010년, pp.13 - 18

고영준 (연세대학교 생명시스템대학 생명공학과, 곰팡이병원성연구센터) , 권유원 (연세대학교 생명시스템대학 생명공학과, 곰팡이병원성연구센터) , 나한나 (연세대학교 생명시스템대학 생명공학과, 곰팡이병원성연구센터) , 반용선 (연세대학교 생명시스템대학 생명공학과, 곰팡이병원성연구센터)

Abstract ▼ AI-Helper

Past decade systemic mycoses caused by opportunistic human fungal pathogens, including Candida, Aspergillus, and Cryptococcus, have been a growing problem for both immunocompromised and immunocompetent individuals. Particularly, Cryptococcus neoformans has recently emerged as a major fungal pathogen, which can cause fungal pneumonia and meningitis that are lethal if not timely medicated. However, treatment for cryptococcosis has been difficult due to a lack of proper anti-cryptococcal drugs with fungicidal activity and less toxicity. In this review we introduced novel therapeutic methods for treating cryptococcosis by exploring pathogenomic signa1ing networks of C. neoformans with genome-wide transcriptome approaches as well as diverse molecular/genetic tools.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

org)[18]. 따라서 반용선 교수 연구실에서는 전체 유전체 수준에서 전사조절인자 특이적인 focused mutant library를 구축하여, 이들의 기능적 역할을 생장, 분화, 대사 및 병원성 조절의 측면에서 분석 및 규명하여 통합적이고 종합적인 C. neqformans의 대사 및 신호전달네트워크의 구축을 목표로 하여 연구를 진행하고 있다. 이러한 병원성곰팡이의 전사조절인자들의 기능을 종합적으로 규명할 수 있다면 생장, 분화, 생식 , 대사 및 신호전달과 관련된 복잡하고 상호 연계성이 있는 세포내의 활동을 이해할 수 있음은 물론 장기적으로 새로운 차원의 항크립토코쿠스 및 항곰팡이 신약 개발의 초석이 될 것이다.
항진균제에 대한 필요성이 증대되고 있다. 본 총설에서는 이러한 인간병원성 곰팡이인 C. neoformanse] 생리힉적특성에 대해 설명하고, 그 생존, 분화, 및 병원성을 조절하는 필수 신호전달체계의 특징과 이를 이용한 새로운 항곰팡이 치료법 개발의 예를 설명하고자 한다.

제안 방법

nec㎛mans의 HOG pathway 를 타깃으로 한 새로운 차원의 항크립토코쿠스증 및 항곰팡이 치료제 개발의 가능성을 제시하였다. 이 연구에서는 HOG pathway 변이균인 hoglA, ssklA, skn7A 변이균 및 야생형 H99균과 DNA microarray를 이용한 비교 전 사체 분석을■실시하여 HOG pathway 타깃유전자를 규명하였다. 이 연구에서 가장 흥미로운 발견은 많은 ergosterol 합성관련 유전자들이 HOG pathway 변이체에서 그 발현이 증가하고, 실제 세포 내 ergosterol 함량 역시 증가한다는 사실이다[9].

성능/효과

neoformanse 기본적으로 반수체(haploid) 생활사를 갖지만, 유성생식(sexual reproduction) 과정에서는 포자형성 전에 일시적으로 이배체(diploid) 생활사를 갖기도 한다. C. neoformans 분화과정에서 한가지 흥미로운 점은 a-mating type과 a-mating type 사이에 일어나는 유성분화과정 이외에도 a-mating tyj即사이에서 주로 일어나는 monokaryotic fiuiting이라는 분화과정이다. 전 세계에서 발견되는 대부분의 C.
이 연구에서 밝혀진 흥미로운 사실은 HOG pathway와는 달리 Ras/cAMP pathway 변이균들은 ergostercd 유전자의 발현과 함량과는 관계없이 매우 증가된 Amphotericin B 감수성을 보였다는 것이다. 이 때문에 HOG pathway와 Ras/ cAMP pathway의 이중변이균은 각각의 단일 변이균보다 매우 낮은 농도의 Amphotericin B에도 큰 감수성을 보였다. 또한 Azole 계 열의 drug에는 resistance를 보이던 HOG pathway 변이균이 cAMP pathway 유전자가 이중변이 되었을 때는 매우 높은 감수성을 보이는 것이 관찰되었다[13](국내 특허출원 10-2009-0127206 및 국제특허출원 PCT/ KR2010/000137).
이 연구에서 밝혀진 흥미로운 사실은 HOG pathway와는 달리 Ras/cAMP pathway 변이균들은 ergostercd 유전자의 발현과 함량과는 관계없이 매우 증가된 Amphotericin B 감수성을 보였다는 것이다. 이 때문에 HOG pathway와 Ras/ cAMP pathway의 이중변이균은 각각의 단일 변이균보다 매우 낮은 농도의 Amphotericin B에도 큰 감수성을 보였다.

후속연구

외부에서 감지된 자극은 다양한 신호전달체계를 통해서 신호로 전달되고, 이 신호는 생장, 분화, 생식 , 대사 등 세포 내에서 매우 복잡한 활동을 조절하여 해당 환경에 적응할 수 있도록 한다. 만약 이러한 환경 반응성 신호전달체계를 정확하게 이해 하고 조절 할 수 있다면 새로운 항곰팡이제의 개발 및 여러 질병의 치료에 획기적인 도구가 될 것이다.
현재 분석에 쓰이는 DNA microarray slide에는 Gyp/ococciw의 serotype A와 D genome을 이용해 만든 두 가지 종류의 slide가 있어 두 가지 serotype 에 대한 연구가 모두 가능하다. 비교전사체 분석을 통해 특정 생육환경 및 스트레스 상황에 반응하는 유전자의 동정 및 유전자 변이체의 전사체 발현 양상을 파악하여 정량적으로 주목할만한 변화를 보이는 유전자를 선정하는데, 이러한 유전자가 예측된 기능을 실제로 갖는지 확인하기 위해서는 역시 유전자변이체 제조에 의한 추가적인 형질분석이 필요하다.
HOG 신호전달체계에 관련된 유전자가 변이된 균주(예, hoglA, sskld)는 야생형과 비교하여 같은 환경스트레스에 대해 매우 다른 유전자 발현 양상을 보이고, 스트레스의 종류에 따라서도 유전자 발현 양상이 달라지는 것을 발견하였으며, 이를 통해 HOG pathway에 의존적으로 스트레스에 반응하는 새로운 유전자를 발견하였다 [9], 또한 Ras/cAMP 신호전달체계의 비교전사체 연구를 통해서 많은 수의 환경스트레스 반응성 유전자들이 Ras/cAMP 신호전달체계에 의해 발현이 조절됨은 물론 실제 Ras/cAMP 변이체들이 다양한 환경스트레스에 야생형 균주보다 증가된감수성을 보임이 밝혀졌다[13]. 앞으로도 이러한 선행연구에서 나온 결과를 바탕으로 심도 있는 연구를 수행하여 아직도 남겨져 있는 많은 HOG 및 Ras/cAMP 신호전달체계의 비밀에 대해서 연구한다면 좋은 결과물을 얻을 수 있을 것이다.
neqformans의 대사 및 신호전달네트워크의 구축을 목표로 하여 연구를 진행하고 있다. 이러한 병원성곰팡이의 전사조절인자들의 기능을 종합적으로 규명할 수 있다면 생장, 분화, 생식 , 대사 및 신호전달과 관련된 복잡하고 상호 연계성이 있는 세포내의 활동을 이해할 수 있음은 물론 장기적으로 새로운 차원의 항크립토코쿠스 및 항곰팡이 신약 개발의 초석이 될 것이다.
neoformans 특이적인 신호전달 체계의 발굴 및 기능연구가 활발하게 진행 중이다. 이를 통해 새로운 항곰팡이제 및 병원성 곰팡이 연구도구 개발 뿐 아니라 넓게는 효모를 이용한 바이오 연료 개발 등에 새로운 길을 여는 연구 결과물들을 계속해서 이루어낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.

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저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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