생명공학과 반용선 교수 연구팀이 ‘곰팡이 감염증 조절 탈인산화효소의 대량 발굴’에 성공했다.
탈인산화효소는 다양한 단백질의 번역 후 변형, 신호전달 등 많은 생체기능을 조절하는 것으로 알려져있다. 또한 많은 연구에서 약물 타깃으로 이용되는 인산화효소와 짝을 이루어 인산화기를 떼어내는 조절방식을 갖는 신호전달인자이다. 세포의 생장과 스트레스 반응 등에 관여하는 주요 신호절달과정에 관여한다고 알려져 있으나, 병원성 곰팡이에서의 게놈수준의 탈인산화효소 연구는 부족한 상황이다.
반용선 교수 연구팀은 뇌수막염 유발 병원성 곰팡이인 크립토코쿠스 네오포만스(Cryptococcus neoformans)를 모델시스템으로 활용하여 병원성 곰팡이 내의 탈인산화효소 유전자 114개를 게놈수준에서 발굴하고, 이들에 대한 통합적 기능분석과 대용량 동물실험을 통해 곰팡이성 뇌수막염 을 일으키는 데 중요한 탈인산화효소 31개를 대량 발굴에 성공했다.
연구팀은 이 곰팡이 병원성을 조절하는 31개의 탈인산화효소에 대한 연구를 통해 이들 중 탈인산화효소들이 코립토코쿠스의 온도저항성, 병독성인자인 멜라닌과 캡슐 생성, 다양한 스트레스 조건에 대한 반응 등에 관여하는 것을 밝혔으며, 이 중 Xpp1, Ssu72, Siw14 및 Sit4 탈인산화효소가 크립토코쿠스의 뇌감염과정에서 중요한 뇌-혈관장벽 부착과 통과에 관여함을 밝혔다.
[ 그림. 뇌수막염 유발 병원성 곰팡이의 탈인산화효소 변이균주 라이브러리 제조 및 기능 분석 연구 ]
반용선 교수는 “선행연구로 진행된 인산화효소와 전사인자와의 데이터베이스를 통합하였고, 이를 통해 주요 신호전달에 관여하는 유전자 기능분석연구를 통합적으로 진행할 수 있게 되었다. 병원성 곰팡이의 감염증 발병과 관계된 신호전달체계에 대한 통합적인 이해는 감염증 발생에 관여하는 유전자의 기능을 명확하게 밝힐 뿐 아니라, 이러한 유전자를 타깃으로 하는 새로운 항진균제를 개발하여 전세계적으로 연 15조원 규모의 항진균제 시장에 국내기술로 진입할 수 있는 원천기술을 제공할 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.
본 연구는 농림축산식품 미생물유전체전략연구사업단과 과학기술정보통신부 한국연구재단 기초연구사업(개인연구) 및 선도연구센터지원사업의 지원을 받았으며, 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications(IF 12.121-2019/JCR 기준))에 2020년 8월 24일 온라인 게재되었다.
