초록 ▼

A. nidulans의 세포 생장 및 유.무성분화과정에 관여할 것으로 예상되는 유전자들을 클로닝하고, 그 기능 및 유전자간의 상호작용을 조사함으로써, A. nidulans의 형태발생 및 분화과정을 조절하는 유전자발현 조절 network를 규명하고자 하였다.
1. 세포벽 합성 유전자와 분화조절 유전자와의 관계 분석(제 1 세부과제)
2. GFP를 이용한 nsdD와 lsdA의 발현조절양상 분석(제 2 세부과제)
3. Yeast Two-hybrid를 이용하여 nsdD와 작용하는 유전자의 스크리닝 및 기능분석 (제 3 세부

A. nidulans의 세포 생장 및 유.무성분화과정에 관여할 것으로 예상되는 유전자들을 클로닝하고, 그 기능 및 유전자간의 상호작용을 조사함으로써, A. nidulans의 형태발생 및 분화과정을 조절하는 유전자발현 조절 network를 규명하고자 하였다.
1. 세포벽 합성 유전자와 분화조절 유전자와의 관계 분석(제 1 세부과제)
2. GFP를 이용한 nsdD와 lsdA의 발현조절양상 분석(제 2 세부과제)
3. Yeast Two-hybrid를 이용하여 nsdD와 작용하는 유전자의 스크리닝 및 기능분석 (제 3 세부과제)
4. $\delta$nsdD의 억제돌연변이주의 분리$\middot$분석을 통한 nsdD 상호작용하는 유전자의 탐색 및 분석(제 4 세부과제)
5. EST를 이용한 유성분화 초기유전자의 클로닝 및 기능 분석 (제 5 세부과제)
6. 신호전달과정에 관여하는 GTP-결합 단백질 유전자인 ganA와 ganB를 클로닝하고 기능 및 다른 유전자와의 상호 작용을 분석함(제 6 세부과제)
<제 1 세부> 1) 균사생장 시 키틴합성 유전자의 발현이 전사단계에서 조절. 2)무성분화 조절인자인 AbaA에 의하여 키틴합성효소 유전자의 발현이 조절됨.
3) 유.무성분화 조절인자인 StuA에 의하여 베타-1,3-글루칸 합성 효소의 발현이 조절됨. 4) 유성분화 조절 유전자인 veA 유전자는 세포벽 합성유전자의발현에 직접적인 영향을 미치지 아니함
<제 2 세부과제> 1) nsdD는 무성분화 시 약하게 발현되나, 유성분화 초기에 발현이 증가하였다가 이후 감소함. 2) nsdD의 프로모터에는 nsdD의 발현을 시공간적으로 조절하는 cis-element가 존재하며, 자신의 발현을 autoregulation함. 3) nsdD는, 유.무성 시기 동안에는 발현되나, 균사장시기에는 발현이 억제됨. 4) lsdA는 유성분화 말기 자낭포자 내에서만 선택적으로 발현됨.
<제 3 세부> 1) NsdD-IndD, NsdD-IndB, IndB-IndD 및 IndB-IndB간의 in vitro interaction 확인. 2) NsdD-IndB, IndB-IndD간의 in vivo interaction 확인 3) indB 및 indD null mutant는 정상적인 유성분화과정을 수행함. 4) veA 유전자에 의하여 indB 및 indD의 발현이 억제되며, IndB 및 IndD는 NsdD와 결합하여 유성분화를 억제함.
<제 4 세부> 1) $\delta$nsdD의 억제돌연변이주를 대량 분리, 분석하여 6개의 그룹으로 분류하고 교배를 통하여 억제돌연변이만 갖는 SND균주 9종 제조. 2) SND균주 모두 유성분화 억제조건에서도 유성분화를 수행하며, 총 5개의 complementation 그룹으로 분류되었음. 3) 유전자 mapping을 완료하고, sndA 유전자를 클로닝하여 분석한 결과, SndA는 비특이적 stress하에서 유성분화를 억제하는 조절 단백질임
<제 5 세부> 1) EST기법으로 유성분화초기에 발현되는 esdC유전자 클로닝. 2) esdC가 파과되면 유성분화기관을 형성하지 못하며, 무성분화기관이 더 많이 형성됨. 3) esdC는 기존에 알려진 nsdD와는 다른 경로로 유성분화를 조절함. 4) veA와 flbA 유전자는 esdC 전사체의 축적에 필요하나, FadA와 SfaD는 그 축적을 억제함
<제 6 세부> 1) GanA G 단백질은 유.무성분화에 관여하지 않고, 생장기간의 세포벽 합성에 관여함. 2) GanB G 단백질은 유.무성포자의 발아에 필요한 탄송원의 신호를 전달하고, 무성포자형성을 억제하는 신호의 전달에도 관여함. 3) GanB G 단백질이 유성분화에 관여할 가능성이 높음

Abstract ▼

Aspergillus nidulans has been known as a good model organism for the molecular genetic investigation on both asexual differentiation and morphogenesis. However, analysis on sexual differentiation has been hampered. In this project we performed a new integrative study to investigate the Genetic contr

Aspergillus nidulans has been known as a good model organism for the molecular genetic investigation on both asexual differentiation and morphogenesis. However, analysis on sexual differentiation has been hampered. In this project we performed a new integrative study to investigate the Genetic controlling network of morphogenesis in A. nidulans.
1. Integrative control mechanisms of cell-wall synthesis was investigated duringthe proliferation of undifferentiated hyphae, asexual cycle and sexual cycle.
2. Regulation of expression of the genes involved in the sexual organ, such as nsdD and lsdA, was investigated using GFP-transcription constructs.
3. Isolation and characterization of genes of which products interact with the product of the sexual-differentiation regulator, NsdD, were performed.
4. To isolate the genes, which may under the control of the nsdD, $\delta$nsdD suppressor mutants were isolated and characterized.
5. The gene involved in the early stage of sexual differentiation was cloned with the aid of EST and its cellular functions were analyzed.
6. To understand the control mechanism for differentiation by G-proteins, genes for GTP-binding proteins were isolated and characterized.
1) During vegetative growth, the expression of chitin synthase genes was regulated at transcriptional level. 2) the expression of chitin synthase genes was regulated by a asexual differentiation regulator, AbaA. 3) The expression of the gene for beta-1,3-glucan synthase was regulated by a differentiation modifier, StuA. 4) The sexual-differentiation regulator veA did not affect cell-wall gene expression directly.
1) The expression level of the nsdD was low in asexual stage, but preferentially increased in early stage of sexual differentiation. 2) A cis-element for the spacio-temporal auto-regulation of the nsdD expression was identified in the nsdD promotor. 3) The nsdD was expressed during asexual and sexual differentiation, but not in vegetative growth. 4) The lsdA was exclusively expressed only in ascospore.
1) In vitro interaction of the NsdD-IndD, NsdD-IndB, IndB-IndD, and IndB-IndB were identified. 2) In vivo interaction of the Nsdd-IndB and IndB-IndD were identified. 3) Null mutants of the indB and indD wer able to preformed normal sexual differentiation. 4) The veA represses the expression of the indB and indD, and the interaction of IndB and IndD with the NsdD, respectively could inhibit the sexual development.
1) The $\delta$nsdD suppressor mutants isolated were grouped into 6 complementing groups. 2) Nine of the SND mutant which has the suppressor mutation only were generated by the back-cross with wild type wtrain. 3) All the SND mutants could perform the sexual differentiation under sexual-stage inhibitory conditions. 4) Upon completion of SND gene mapping, the sndA gene was cloned and indentified as a regluator for sexual cycle inhibitor.
1) The esdC (early sexual development) gene was isolated by using one of expressed sequence tags (ESTs). 2) In an esdC-null mutant in the veA+ background, no sexual structures were formed even under condition where sexual development proceeds preferentially in wild types, but more conidiophores were formed than in wild types. 3) The esdC gene is in the different developmental pathway from the nsdD gene. 4) The veA and the flbA genes are also necessary for, but the active FadA and SfaD inhibit accumulation of the esdC transcript.
1) The genes for G-protein, GanA and Gan B were cloned and sequenced. 2) The GanA affects neither sexual- nor asexual- differentiation, however it might affect the cell wall biosynthesis during the vegetative growth. 3) The Gan B is required for the germination of both sexual and asexual spores, is also involved in inhibitory signalling for asexual sporulation. 4) The involvement of the Gan B in sexual differentiation was proposed.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문 ...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• 2. 영문요약문 ...5
• Ⅲ. 연구내용 및 결과: 총괄...6
• 1. 총괄 ...6
• 2. <제 1 세부과제> ...7
• 3. <제 2 세부과제> ...20
• 4. <제 3 세부과제> ...29
• 5. <제 4 세부과제> ...43
• 6. <제 5 세부과제> ...53
• 7. <제 6 세부과제> ...68