Nguyen TV, Kroger C, Bonnighausen J, Schafer W, Bormann J. (2013) ATF/CREB transcription factor Atf1 is essential for full virulence, deoxynivalenol production and stress tolerance in the cereal pathogen Fusarium graminearum. Mol. Plant-Mircobe Interact. doi: 10.1094/MPMI-04-13-0125-R.
: HOG (high osmolarity glycerol) pathway는 MAP kinase pathway 중 하나로서 세포가 높은 삼투압에 대응하여 생존할 수 있도록 해준다. 세포막에 있는 osmosensor가 주변환경의 높은 삼투압을 감지하면, 이 신호는 phosphotransfer 단백질에 의해 전달된다. 그리고 MAP kinase pathway가 활성화되어 Hog1을 인산화 시킨다. Hog1은 세포핵으로 이동하여 하위 전사조절인자들을 활성화 시킨다. 이러한 조절작용은 효모에서 연구가 잘 되어 있으며, 현재 다른 곰팡이들에서도 HOG pathway에 대하여 활발한 연구가 진행되고 있다. Fusarium graminearum의 FgOS-2는 효모의 Hog1의 상동유전자로서 삼투압과 활성산소 스트레스에 대응하고 병원성, 독소생성, 유성생식에 관여하는 것으로 알려져있다. 독일 함부르크대학의 Bormann 교수 연구팀은 F. graminearum에서 FgOS-2의 하위 유전자 Fgatf1에 대한 연구결과를 지난 8월 MPMI에 발표하였다. Atf1은 전사조절인자로서 catalase들의 발현을 억제하였다. 이 때문에 Fgatf1이 삭제된 돌연변이 균주는 catalase들의 발현이 증가하여 활성산소에 대하여 야생형보다 강한 저항성을 보였다. 특이하게도 Fgatf1는 식물체 내에선 catalase들의 발현을 오히려 활성화하였다. Fgatf1 삭제돌연변이 균주는 밀에서 병원성이 크게 감소하였지만, Fgatf1 과발현 균주는 병원성이 증가하였다. 병원성의 증가는 곰팡이독소 trichothecenes의 합성이 삭제돌연변이 균주에선 감소하고, 과발현 균주에서 증가한 것과 관련이 있는 것으로 추정된다. 또한 연구팀은 Bimolecular fluorescence complementation (BiFC) 기술을 이용하여 FgAtf1 단백질이 FgOS-2 단백질과 세포핵에서 단백질-단백질 결합을 한다는 것을 보여주었다. 이번 연구는 F. graminearum의 HOG pathway의 하위 전사조절인자인 Fgatf1가 삼투압과 활성산소 스트레스에 대응하고 식물체 감염과 유성생식에 필수적임을 보였다. 저자들은 Fgatf1이 이처럼 여러 기능을 갖고 있으며, 주변 환경에 따라서 상반된 기능을 한다고 주장하였다. 앞으로 F. graminearum의 HOG pathway에 대한 후속 연구들을 통해 이에 대한 생화학적인 기작을 알 수 있을 것이라 기대한다.
