[보고서]RGS 매개 유전자 네트워크 구축을 통한 Aspergillus fumigatus의 G 단백질 신호전달 조절 기전 규명

신광수

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[국가R&D연구보고서] RGS 매개 유전자 네트워크 구축을 통한 Aspergillus fumigatus의 G 단백질 신호전달 조절 기전 규명
Elucidation of G-protein signaling regulation mechanism of Aspergillus fumigatus through construction of RGS-mediate gene network 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	대전대학교 Daejeon University
연구책임자	신광수
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2020-03
과제시작연도	2019
주관부처	과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT
연구관리전문기관	한국연구재단 National Research Foundation of Korea
등록번호	TRKO202100001954
과제고유번호	1711088981
사업명	개인기초연구(과기정통부)(R&D)
DB 구축일자	2021-06-19
키워드	G 단백질 신호전달 조절.생장 및 분화.전사체.표적 유전자.유전자 네트워크.A. fumigatus.RGS.

초록 ▼

○ 연구개요
본 연구는 A. fumigatus의 생장과 병원성에 중요한 역할을 하는 무성분화 과정을 연구함을 기본 목적으로 하며 특히 G 단백질 신호전달에 중요한 역할을 하는 RGS (Regulator of G-protein Signaling) 중 현재까지 연구되지 않은 RGS의 작용 기작 및 상호 작용을 규명하며 G 단백질 신호전달의 유전적 조절 네트워크를 구축하고자 하였음

○ 연구 목표대비 연구결과
1. 신규 RGS의 기능 규명; 이전에 보고되지 않았던 RgsA, Rax1 (RgsB), RgsC 및 RgsD의 기능을 규명함
2. RGS 관련 유전자의 탐색 및 분석; 각 RGS 결손에 의한 전사체 변화 양상 분석을 통해 표적 유전자를 규명함
3. RGS 매개 유전자 네트워크 구축; RGS와 상호작용하는 단백질(유전자)을 탐색하여 조절 기전을 제시함
4. 당초 계획한 연구 목표는 국내 SCI 2편과 국외 SCI 3편으로 총 5편이었으며 달성한 목표는 국외 SCI 논문 5편으로 계획 대비 질적으로 상향된 매우 우수한 성과를 도출한 것으로 판단함

○ 연구개발결과의 중요성
1. 세계적으로 병원성 사상균류에 의한 감염성 질병이 증가하고 있으며 새로운 항진균제 개발을 위한 노력도 증가하고 있음. 따라서 본 연구를 통해 진균 특이 유전자를 발굴함으로서 새로운 약제 개발의 표적을 확보하였음
2. G 단백질 신호전달과 연관이 있는 유용한 이차 대사산물을 생산과정을 이해함으로서 신규 생리활성 물질 개발에 활용 가능함

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

표지 ... 1
연구결과 요약문 ... 2
목차 ... 3
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
1) 연구의 목표 및 내용 ... 4
2) 연구의 필요성 ... 4
2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
4. 참고문헌 ... 11
5. 연구성과 ... 11
대표적 연구실적 ... 14
끝페이지 ... 29

표/그림 (8)

표 A. fumigatus 의 무성분화 조절체계 (Park 등, 2012)
표 A. fumigatus의 G protein signaling (Mah Shin 등, 2009)
표 A. fumigatus RGS의 종류 및 도메인 구조
표 Negative regulation of asexual development by RgsD. (A) Colony photographs of WT (AF293), ΔrgsD, and complemented (C′) strains inoculated on solid MMY and grown for 3 days. (B) Radial growth rates of three strains and conidia numbers produced by each strain per plate. (C) Photographs of WT, ΔrgsD, and C′strains observed by liquid-slide culture. (D) Levels of rgsD mRNA during the life cycle of A. fumigatus WT. (E) mRNA levels of the asexual developmental regulators in three strains determined by quantitative PCR (qRT-PCR)
표 RgsD interacts with Gɑ proteins. (A) Interactions between RgsD and Gɑ proteins in the split-ubiquitin system. (B) To verify the interaction, ß-galactosidase activity assays were performed
표 RgsD downregulates a cAMP-PKA signaling pathway. (A) Expression of gpaB, acyA, pkaC1, and pksP mRNA in three strains analyzed by qRT-PCR. (B) PKA activity of three strains as monitored by gel electrophoresis. (C) Kinase activity was determined by the spots (panel B) quantification using spectrophotometer
표 The lack of RgsD leads to enhanced virulence. (A) Log-Rank plots of the survival of G. mellonella after infection with three strains’conidia. (B) Infection of G. mellonella with the ΔrgsD strain induced melanization of the larva. (C) Histological analysis of larval tissues infected by WT, mutant and C′ strains was performed using PAS and GMS staining 24 hours post inoculation
표 A model depicting the predicted roles of RgsA. RgsA negatively regulates the cAMP-PKA signaling pathway and stress-activated signaling pathway. This is predicted to be accomplished by RgsA’s role in attenuating the target heterotrimeric G proteins. The lack of RgsA leads to the accelerated and prolonged activation of the target G proteins; thus, enhanced activation of the cAMP-PKA signaling pathway and stress-activated signaling pathway, which in turn leads to increased production of GT, enhanced virulence, and an elevated oxidative stress response. In contrast, polysaccharide breakdown activity may be inhibited by the lack of rgsA

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