Ma LJ, Van Der Does HC, Borkovich KA, Coleman JJ, Daboussi MJ et al. (2010) Comparative genomics reveals mobile pathogenicity chromosomes in Fusarium. Nature 464:367-373.
: Fusarium 속에는 다양한 기주 범위를 갖는 식물병원성 곰팡이들이 존재한다. Fusarium graminearum과 F. verticillioides의 경우 곡류에만 병을 일으키는 좁은 기주 범위를 갖는다. 그러나 F. oxysporum은 상당히 넓은 기주 범위를 갖는데 단자엽과 쌍자엽 식물, 심지어 사람과 동물에게도 병원성을 보인다. 이처럼 식물병원성 곰팡이를 비롯한 병원체가 특정한 기주 범위를 갖게 되는 이유는 상당히 흥미로운 주제이며 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이번 연구는 F. oxysporum이 넓은 기주 범위를 갖게 된 이유를 설명하기 위해 게놈 서열의 분석과 생물학적 증거를 함께 제시하였다. 연구자들은 옥수수를 감염하는 F. verticillioides와 토마토를 기주로 삼는 F. oxysporum f.sp. lycopersici의 게놈 서열 분석을 수행하여 비교하였다. F. oxysporum f.sp. lycopersici는 F. verticillioides와 F. graminearum에 비해 게놈의 크기가 더 컸으며 염색체의 수도 더 많았다. 염색체들을 서로 비교한 결과 두 종간에 보존된 염색체들 외에 추가로 F. oxysporum f.sp. lycopersici에서만 존재하는 염색체(3, 6, 13, 14번)를 발견하였다. 이들 염색체에는 F. verticillioides에서 유사한 서열을 찾을 수 없었기 때문에 lineage specific region이라 명명되었다. Lineage specific region에는 transposable element가 매우 높은 빈도로 존재하며 병원성 관련 단백질과 전사조절인자, 신호전달인자의 유전자들이 많이 있었지만 기본적인 대사활동과 관련된 유전자는 찾기 어려웠다. 또한 저자들은 염기서열의 분석과 비교를 통해서 lineage specific region이 다른 염색체들과는 다르게 horizontal transfer에 의해 유래되었음을 밝혔다. 연구자들은 생물정보학적 연구와 함께 실험실 배지 조건에서 horizontal transfer에 의해 F. oxysporum의 lineage specific 염색체가 이동할 수 있음을 보였다. 토마토에 대해 비병원성인 균주를 병원성 균주와 함께 배지에서 배양하였을 때 병원성 균주에 있던 lineage specific 염색체(14번 염색체)가 비병원성 균주로 이동하였다. 그리고 추가로 14번 염색체를 갖게 된 비병원성 균주는 토마토에 대한 병원성을 갖게 되었다. 이렇게 연구자들은 F. oxysporum에만 존재하는 lineage specific region이 진화적으로 horizontal transfer에 의해 이루어졌다는 증거를 제시하였으며, 실험실 조건 하에서도 쉽게 일어날 수 있음을 보였다. 이러한 증거들을 통해 자연계에서도 염색체의 horizontal transfer에 의해 F. oxysporum의 기주 범위가 쉽게 바뀔 것이라고 저자들은 주장하였다. 이번 연구는 병원성 곰팡이의 염색체와 기주 범위에 대한 새로운 관점을 제시하였으며, 더 나아가 병원체가 환경의 변화에 어떻게 빠르게 적응하는지에 대한 이해를 넓혔다.
