Kershaw MJ, and Talbot NJ. (2009) Genome-wide functional analysis reveals that infection-associated fungal autophagy is necessary for rice blast disease.
Proceedings of the National Academy of Sciences USA 103:15967-15972.
: 벼 도열병균Magnaporthe oryzae는 벼 잎의 단단한 바깥구조인 큐티클층을 뚫고 들어가는데 엄청난 팽압을 가진 부착기라는 특이적인 침입구조를 만들어 벼 도열병을 일으킨다. 포자가 발아하는 동안 한 개의 핵이 발아관내로 이동하여 유사분열을 하게 된다. 이 후 딸 핵(daughter nucli)을 만들며 이들 중 하나가 초기 부착기내로 이동하게 되는데, 그 동안 나머지 한 개의 핵이 포자세포로 돌아오게 된다. 핵의 유사분열과 즉각적인 이동은 부착기 발달을 위해 필수적이며 식물 침입을 위해 필수적이다. 그러나 유사분열의 완성은 곰팡이 포자의 붕괴와 사멸을 유도할 뿐만 아니라 부착기의 성숙을 유도한다. 본 연구는 침입과 관련된 자식작용(autophase)이 포자세포의 사멸에 반드시 요구되는 것인지 혹은 부착기가 성숙되는 동안 자식작용이 유도되는지 알아보았으며, 이와 더불어 식물 침입 동안 자식작용이 특이적 혹은 비특이적인 형태에 의해 수행되는지의 여부를 알아보았다. 벼 도열병균은 23개의 자식작용-관련 유전자들을 가지고 있으며, 22개의 동질유전자형의 결실돌연변이체들의 분석을 통해 이들의 기능을 알아보았다. 비특이적인 macroautophagy를 위해 필수적인 16개의 유전자들 중 하나라도 결손이 있을 경우 벼 도열병을 일으킬 수 없었는데, 이는 포자의programmed cell death와 부착기 성숙 모두에 손상을 입었기 때문인 것으로 나타났다. 반면에, pexophagy와 mitophagy와 같은 자식작용의 선택적인 형태를 위해 특이적인 유전자들은 부착기에 의한 식물 침입을 위해 없어도 되는 것으로 나타났다. 이 논문은 사상성 진균에서는 최초로 genome-wide하게 M. oryzae내의 자식작용과 관련된 유전자들을 분석하였으며, 벼 도열병의 비특이적-자식작용의 중요성을 입증하였다. 식물의 침입과정이 자식작용과 같은 과정이 불안정할 경우 매우 민감하다는 사실을 통해, 곰팡이 자식작용을 초기에 조절함으로써 새롭고 독창적인 항곰팡이 전략을 개발하는데 효과적인 목표를 제공할 것으로 생각된다.
