KMB 한국미생물·생명공학회 e-생물산업 웹진은 다양하고 알찬 내용으로
여러분을 찾아갑니다.

2024 December Vol.37 No.4ISSN 1598-8384

KMB 우수논문

논문 요약

철분은 모든 생명체가 살아가는 데 필수적인 영양분입니다. 사람도 적당한 양의 철분을 섭취하지 못하면 다양한 질병에 걸리고 생존하기 힘들죠. 진균(곰팡이)으로 분류되는 미생물들도 마찬가지로 철분이 없으면 필수적인 대사활동 및 증식이 불가능합니다. 진균은 아주 생존력이 강한 미생물이며, 진화 과정 동안 철분이 거의 없는 환경에서도 생존할 수 있도록 다양한 철분 흡수 능력을 발달시켜 왔습니다. 특히, 사람 몸에 감염하여 다양한 질병을 일으키는 인체 병원성 진균들은 더욱 이러한 철분 흡수 능력이 잘 발달하여 있는데, 이는 우리 몸 안이 철분이 극히 제한된 환경이고, 이러한 환경에서 성장하고 증식하여 다양한 질병을 일으키기 위함입니다.
진균이 외부 환경으로부터 철분을 흡수하는 방법 중에는 시드로포어(Siderophore)라는 물질을 이용하는 방법이 있습니다. 시드로포어는 철분에 아주 강하게 결합하는 물질인데, 진균이 철분이 없는 환경에 노출이 되면 이 물질들을 생산, 분비합니다. 분비된 시드로포어는 철분과 결합하게 되고, 진균은 철분과 결합한 시드로포어를 다시 흡수함으로써 철분을 획득하게 됩니다. 시드로포어는 병원성 진균이 숙주에 감염하고 질병을 일으키는 것에도 필수적인데, 이는 병원성 진균에서 시드로포어 생산과 흡수에 필수적인 유전자를 없애버리면 병원성을 잃어버리는 것을 통해 알 수 있습니다.
이번 리뷰논문에서는 다양한 병원성 진균에서 생산되는 시드로포어의 종류와 생합성 및 수송 메커니즘을 정리 소개하였습니다. 논문을 통해 진균의 철분 흡수 메커니즘을 이해하고, 궁극적으로는 이를 통해 병원성 진균 증식을 억제하는 새로운 치료법을 개발하는 데 도움이 되기를 기대합니다.

교신저자

정원희

중앙대학교 시스템생명공학과
E-mail : whjung@cau.ac.kr


[약력]
  • 1993 중앙대학교, 이학사
  • 1999 서강대학교, 이학석사
  • 2004 Univ. of Manchester, UK, Biomolecular Sciences, 이학박사

[주요경력]
  • 1999 - 2000 연구원, 한국생명공학연구원(KRIBB)
  • 2004 - 2009 Research associate, University of British Columbia, Canada
  • 2009 - 현재 중앙대학교 조교수/부교수/교수

제1저자

최소형

중앙대학교 시스템생명공학과 석사과정
E-mail : thgudgkxm@cau.ac.kr





연구실 소개

우리 연구실에서는 대표적인 인체 병원성 진균인 Cryptococcus(크립토코커스) 균과 Malassezia(말라세지아) 균에 관한 연구를 통해 진균들의 병원성 메커니즘을 이해하고 신규 진단법 및 치료제 표적을 제시하고자 유전학, 분자생물학, 기능유전체학, 마이코바이옴 분석을 기반으로 한 연구를 진행하고 있습니다.
https://ffg.cau.ac.kr/

연구 분야

Cryptococcus

Cryptococcus는 대표적인 병원성 진균으로 장기이식, 항암치료, HIV 감염으로 인하여 면역체계가 약해진 환자들에게 주로 감염됩니다. 특히 AIDS 환자에게서 가장 많이 발견되는 진균으로 알려져 있으며, 약 30%의 AIDS 환자에게서 진균성 뇌수막염 (Fungal meningoencephalitis)을 일으키는 것으로 알려져 있습니다. 하지만, 이러한 임상적인 심각성에도 불구하고 Cryptococcus의 병원성 기전과 항진균제의 작용 및 저항성 기전에 관한 연구는 미비한 실정입니다. 우리 연구실에서는 다양한 연구를 통해서 Cryptococcus에서의 철분 흡수와 대사(Iron uptake and metabolism)가 병원성 기전 및 항진균제 민감도에 밀접하게 연관되어 있음이 밝힌 바 있습니다. 현재 이와 관련된 추가 연구를 통해서 Cryptococcus의 병원성 기전 이해 및 새로운 항진균제 표적을 찾고자 연구를 진행하고 있습니다.

Malassezia

Malassezia 진균은 비듬, 지루피부염, 어루러기, 말라세지아 모낭염 등의 피부질환과 관련되어 있다고 알려져 있으며, 최근 두경부 아토피피부염과 심상성 여드름 및 건선에 이르기까지 밀접한 연관이 있는 것으로 밝혀지고 있습니다. 하지만 다양한 피부질환에서 말라세지아 균종의 양상, 병원성 기전 및 항진균제 작용기전 등에 대해서는 아직 명확히 밝혀져 있지 않고 있으며, 관련 연구 또한 부족한 실정입니다. 우리 연구실에서는 Next generation sequencing 등의 방법을 이용한 Malassezia 균의 유전체 서열 분석, 병원성 유전자의 발현 양상 분석, 병변부 군집 형태 분석, 항진균제 대응 기전 연구 등을 통해 Malassezia 균에 대해 좀 더 이해하고 관련 질환에 대한 치료제의 신규 표적을 제시하고자 합니다.

Mycobiome

Mycobiome(마이코바이옴)은 진균 마이크로바이옴(Fungal microbiome)을 의미하며, 우리 연구실에서는 인체 환경(피부, 장)에서 개별 진균 및 진균 군집의 역할과 기능을 좀 더 정확히 이해하기 위하여 진균 컬처로믹스(Culturomics), ITS amplicon sequencing, metagenome 분석 등을 수행하여 관련 데이터를 연구에 활용하고 있습니다.
- 난발현 단백질 기능적 과발현 논리개발과 공학적 구현
- 자가유도 발현지속 논리 기반의 능동형 발현시스템 개발
- 발현유도 제어논리 기반의 유전자회로 기반 미니셀(mini-cell)과 치료용 미생물 개발