Haynes BC, Skowyra ML, Spencer SJ, Gish SR, Williams M, Held EP, Brent MR, Doering TL. (2011) Toward an integrated model of capsule regulation in Cryptococcus neoformans. PLoS Pathogens 7(12): e1002411.
: Cryptococcus neoformans는 면역력이 약한 사람에서 질병을 일으키는 기회 감염성 병원성 진균이다. 먼지 등을 매개로 하여 기도나 상처를 통해 감염되어 cryptococcosis를 일으키며 의료혜택이 제한된 지역에서는 매년 600,000명의 사람들이 이로 인해 사망하므로 이 곰팡이의 병원성에 영향을 주는 요소들을 알아내는 것이 중요하다. 지금까지 알려진 Cryptococcus의 병원성 요소는 멜라닌, urease와 phospholipase의 분비, 숙주의 온도에 따른 생존능력 등이 있다. 특히 C. neoformans는 다른 병원성 진균과 달리 세포벽 주변에 polysaccharide capsule을 형성하는 특징을 가지고 있다. Capsule의 크기는 성장조건에 따라 매우 다양하다. In vitro에서 capsule 크기는 mammalian serum의 존재, CO2의 생리적인 농도 등에 의해 증가 또는 감소하게 된다. In vivo에서 균의 병원성은 capsule의 크기와 연관이 있는데 이것은 capsule 형성 조절이 cryptococcal 질병에 중요한 요소가 된다는 것을 나타낸다. 스트레스 반응 시 작동하는 pathway, HOG pathway, chromatin remodeling등이 capsule의 조절에 영향을 미친다. 신호전달 pathway를 구성하는 각각의 요소들이 capsule 형성에 필요하다는 것은 밝혀졌지만 capsule성장을 조절하는 pathway를 통합하여 설명하는 model은 없다. Integrated model을 만들기 위해 저자들은 DAN binding 단백질로 추정되며SAGA (Spt-Ada-Gcn5 Acetyltransferase) complex의 구성요소로 스트레스 반응 유전자들의 전사를 조절하는 역할을 하는 Ada2로 실험을 진행하였다. Ada2를 deletion시킨 형질전환체를 India ink로 염색시켜 WT과 비교하여 capsule의 크기가 감소한 것으로 보아 Ada2는 capsule 형성에 영향을 미친다는 사실을 밝혔으며, Ada2-HA tagging을 해서 immunofuorescence microscopy를 통해 관찰하고 ChIP-Seq을 수행한 결과 Ada2는 핵에 존재하며 histone acetylation에 관여한다는 사실을 알 수 있었다. 그리고 Ada2가 여러 조건의 스트레스 반응에 관여하고, mating에도 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 동물실험 결과 Ada2는 Cryptococcus 병원성에 매우 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 실험결과를 통해 저자들은 Ada2를 capsule의 크기를 조절하는 transcriptional regulator라고 예측하였으며 이전에 연구된 결과와 이번 실험을 통해 얻은 결과를 통합하여 capsule regulation에 관한 integrated model을 완성하였다. 이 모델은 Cryptococcus 의 캡슐형성과정을 종합적으로 이해하는데 매우 큰 도움을 줄 것으로 예상된다.
