Cottier F, Raymond M, Kurzai O, Bolstad M, Leewattanapasuk W, Jiménez-López C, Lorenz MC, Sanglard D, Váchová L, Pavelka N, Palková Z, Mühlschlegel FA. (2012) The bZIP transcription factor Rca1p is a central regulator of a novel CO2 sensing pathway in Yeast. PLoS Pathogens 8(1):e1002485
: 곰팡이에 있어 carbon dioxide (CO2)의 수화된 모습인 bicarbonate (HCO3−)는 세포대사에 있어 필수적으로 요구되는데 acetyl-CoA에서 malonyl-CoA로 또는 pyruvate에서 oxaloacetate로의 carboxylation 반응과정 등에 있어 기질로 사용된다. CO2에서 HCO3−의 hydration 과정은 자발적으로도 진행되지만 실제로 대기에 0.039%의 농도로 존재하는 CO2가 자발적으로 bicarbonate로 변환되는 속도는 매우 느리고 비효율적이어서 곰팡이에서는 metalloenzyme인 Carbonic Anhydrase (CA)를 이용하여 위 반응을 촉진하고 있다. Candida albicans, Cryptococcus neoformans, Saccharomyces cerevisiae, Sordaria macrospora, Aspergillus fumigatus 및 Aspergillus nidulans에서 CA deletion mutant들이 ambient air에서 생존하지 못하는 것은 HCO3− 합성에 있어 CA가 절대적으로 필요하다는 것을 말해준다. 본 논문은 인체병원성 곰팡이인 Candida albicans의 β-CA가 주변의 CO2 농도 변화에 따라 전사와 단백질 발현이 조절되고 있음을 보여주며, 이러한 조절에 있어 bZIP 전사인자인 Rca1이 관여한다는 것을 처음으로 밝혔다. Rca1을 통한 CA 조절은 이미 알려진 adenylyl cyclase와는 독립적으로 수행되며 따라서 cAMP-independent CO2 signaling pathway가 존재함을 나타내고 있다. Rca1은 Chromatin Immuno-Precipitation (ChIP) 실험을 통해 CA 프로모터에 직접적으로 결합하는 것과 ChIP-Chip을 통해 84개의 추가 유전자들의 프로모터에도 결합함을 보고하였다. 높은 CO2 농도에서의 CA 발현유도의 결여는 Rca1의 124번째 Serine 잔기의 인산화 또는 다른 posttranslational modification에 기인하며 이러한 변형은 Rca1p이 CA의 structural gene인 NCE103 프로모터와의 결합을 억제하여 나타난다고 제시하고 있다. S. cerevisiae의 CA 조절에 있어서도 C. albicans와 유사한 결과를 나타내는 Rca1의 ortholog인 Cst6p를 동정하였고 다른 곰팡이에서도 Rca1 유사단백질이 존재하는 것으로 보아 이러한 Rca1 pathway가 곰팡이에서도 잘 보존되어 있는 것을 시사하고 있다.
