단문(短文) : 세신 정유 추출물의 피부진균 및 기회감염진균에 대한 항진균 효과

한갑훈 ( Kap Hoon Han ) 한국균학회 2007 韓國菌學會誌 Vol.35 No.1

단보 : 고농도 CO2노출에 의한 Aspergillus nidulans의 유성생식 촉진효과

한갑훈 ( Kap Hoon Han ),양영석 ( Yeong Seok Yang ),김종화 ( Jong Hwa Kim ) 한국균학회 2013 韓國菌學會誌 Vol.41 No.3

진균의 분화과정은 다양한 환경요인에 의하여 영향을 받는다. 모델 사상성 진균인 Aspergillus nidulans의 경우 빛이 존재하거나 높은 염 농도, 비 발효성 당에 의하여 무성분화가 촉진되며 반대로 빛이 없거나 발효성 당이 풍부할 때, 그리고 저산소 조건일 경우 유성분화를 촉진하게 된다. 또한 veA나 nsdD와 같은 유성생식 양성조절유전자들도 유성분화를 유도하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 A. nidulans에서 CO2의 농도와 분화패턴의 관계를 알아보고자 하였다. 정상적인 조건에서 veA+야생형 균주은 유성생식과 무성생식이 균형을 이룬 상태의 분화를 진행하게 된다. 그러나 5% 정도의 높은 CO2조건에서 배양하였을 경우 무성분화는 일어나지 않고 유성생식으로만 분화과정이 일어나게 된다. 뿐만 아니라 이러한 분화 양상은 veA와 nsdD에 의존적으로 일어나게 된다. 고농도의 CO2 조건이라 할지라도 veA-혹은 nsdD- 돌연변이 균주에서는 유성분화는 일어나지 않고 무성분화만이 일어나는 것을 관찰할 수 있었는데, 이는 CO2 농도가 높아져도 유성생식에 있어서 이들 유전자의 기능이 필요하다는 것을 시사한다. 또한 5% CO2조건은 인간 병원성 진균에게 있어서 사람의 신체 내에 살아남기 위하여 적응하여야 하는 대기 조건으로, 이러한 A nidulans의 CO2농도에 따른 분화양상의 변화는 A. fumigatus와 같은 인간 병원균의 생리, 분화적 변화에 대한 비교분석에 사용될 수 있다. Fungal development is largely affected by many environmental factors. In a model filamentous fungus Aspergillus nidulans, asexual development is promoted by exposure of light, presence of salt and non-fermentable sugars. In other hand, sexual development is largely induced by absence of light, fermentable sugars and hypoxic condition. Also, some important genes including veA and nsdD play positive roles in activating sexual development. Here, we reported that the effect of high concentration of CO2 on developmental decision in A. nidulans. When wild-type veA + strain was cultured in normal condition, sexual and asexual development occurred in balanced manner. However, high concentration of CO2 (~5%) strongly activated sexual development and inhibited asexual development. Furthermore, this CO2 effect was controlled by the veA(-) or nsdD(-) gene. High CO2 culture of veA or nsdD mutant didn`t activate sexual development, suggesting that the activation of sexual development induced by high CO2 cannot overcome the genetic requirement of sexual development such as veA(-) or nsdD(-). Since 5% CO2 is an important condition for human pathogenic fungi for surviving and adapting in human body, this developmental pattern of A. nidulans affected by CO2 concentration may provide interesting clues for comparative study with human fungal pathogens including Aspergillus fumigatus.

보문 : Aspergillus nidulans의 광 조건하 유성분화에 관여하는 silA 유전자의 분리 및 기능분석

한상용 ( Sang Yong Han ),고진아 ( Jin A Ko ),김종학 ( Jong Hak Kim ),한규용 ( Kyu Yong Han ),한갑훈 ( Kap Hoon Han ),한동민 ( Dong Min Han ) 한국균학회 2008 韓國菌學會誌 Vol.36 No.2

Aspergillus fumigatus에서 Methyltransferase 유전자 AfuvipB와 AfuvipC의 분리 및 분석

모하메드,한갑훈,Elgabbar, Mohammed A. Abdo,Han, Kap-Hoon 한국균학회 2015 韓國菌學會誌 Vol.43 No.1

사상성 진균에서 veA 유전자와 연계되어 있는 velvet 복합체는 진균의 분화와 이차 대사산물의 조절에 매우 중요한 기능을 한다. 모델 사상균인 Aspergillus nidulans의 경우 methyltransferase인 VipB와 VipC를 포함한 여러 단백질들이 VeA 단백질과 상호작용하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 인간 기회감염 진균인 Aspergillus fumigatus에서 vipB와 vipC 유전자의 상동유전자를 분리하여 각각 AfuvipB와 AfuvipC로 명명하였다. AfuvipB 유전자는 AspGD 데이터베이스에 Afu3g14920으로 등록되어 있으며 1,510 bp 길이에 10개의 인트론을 가지고 있고, 유전자 산물은 336 아미노산 잔기로 구성된 단백질로 methyltransferase 도메인을 가지고 있었다. AfuvipC는 Afu8g01930으로 AfuvipB와 유사하게 10개의 인트론을 가지고 있으며 339개의 아미노산으로 구성된 methyltransferase를 암호화하고 있었다. A. fumigatus에서 각각의 유전자에 대한 기능을 알아보고자 유전자제거 돌연변이 균주들을 제조하고 그들의 표현형을 관찰하였다. AfuvipB 유전자 제거 돌연변이는 점 접종을 하였을 경우 대조군에 비하여 표현형의 차이를 보이지 않았다. 그러나 단일 포자에서 성장한 콜로니를 비교해 보았을 때 대조군에 비하여 그 크기가 작고 분화 속도도 약간 더딘 것을 관찰할 수 있었다. 반면에 AfuvipC 유전자 제거 돌연변이는 대조군과 비교하였을 때 표현형의 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과는 두 개의 methyltransferase가 상호 중복적인 역할을 수행하거나 정상적인 실험실 배양조건에서는 중요한 기능을 수행하지 않을 수 있음을 시사한다. In filamentous fungi, velvet complex associated with the veA gene plays pivotal roles in development and secondary metabolism. In a model fungus Aspergillus nidulans, many proteins that can interact with VeA, including two methyltransferases VipB and VipC, have been isolated and characterized. In this study, we isolated homologs of the vipB and vipC genes in the human opportunistic pathogenic fungus Aspergillus fumigatus and named AfuvipB and AfuvipC. The AfuvipB gene, annotated as Afu3g14920 in the Aspergillus Genome Database (AspGD) database, consists of 1,510 bp interrupted with 10 introns yielding 336 amino acid-long putative methyltransferase protein. Similarly, AfuvipC, which is Afu8g01930, has 10 introns and encodes a polypeptide with 339 amino acids having a methyltransferase domain in the middle of the protein. To characterize the function of the genes in A. fumigatus, knock-out mutants were generated and the phenotypes were observed. Deletion of AfuvipB gene caused no obvious phenotypic change on point inoculation but showed smaller colony than wild-type when the mutant was subjected to culture on single spore-driven culture condition. However, AfuvipC deletion mutant demonstrated no phenotypic difference from wild type both in point inoculation and streaking cultures. These results indicate that the two methyltransfereases might have a redundant role and could be dispensable in normal culture conditions.

빛의 존재하에서도 유성분화를 하는 Aspergillus nidulans의 돌연변이체 분리 및 분석

민정렬,김혜련,한갑훈,한동민,Min, Jung-Youl,Kim, Hye-Ryun,Han, Kap-Hoon,Han, Dong-Min 한국미생물학회 2007 미생물학회지 Vol.43 No.2

자웅동체 자낭균류인 Aspergillus nidulans의 유성분화는 다양한 외부 환경 스트레스, 즉, 아세트산을 함유한 배지, 가시광선의 조사, 높은 삼투압 조건 등에서 강하게 저해 받는다. 본 연구에서는 이에 관련된 유전자들을 분리, 분석하기 위하여 다양한 외부 환경 스트레스를 준 상태에서도 정상적으로 유성포자를 만들 수 있는 돌연변이 균주들을 분리하였다. 총 167개의 돌연변이 균주들 중에서 152종의 균주들은 각각 빛, 삼투, 아세트산 등의 조건에서 유성분화를 할 수 있었으나 두가지 이상을 동시에 주었을 때에는 유성분화를 하지 못하였다. 또한 6개의 돌연변이 균주들은 KCl 첨가 배지에서는 야생형과 변화가 없었으나 빛을 쬐거나 아세트산배지에서는 유성분화를 진행하였다. 그리고, 3개의 돌연변이 균주는 각각의 단일 스트레스 조건뿐만 아니라 KCl과 아세트산이 함께 들어있는 배지에서도 유성분화를 할 수 있었다. 이들 가운데 아세트산과 KCl 배지에서는 야생형과 표현형이 동일하나, 빛이 있는 조건에서는 야생형과 달리 유성분화를 하는 돌연변이 6균주를 얻었으며 이를 SIL 돌연변이라 칭하였다. 상보군 검정결과 이들은 모두 각각 다른 돌연변이를 가지고 있는 것으로 파악되어 silA에서 silF까지 여섯 그룹으로 명명하였고, 우열검정 결과 이들은 모두 열성임이 확인되었다. 대부분의 균주들은 각각 3종류의 스트레스 조건에서 유성분화를 하는 돌연변이들이었기 때문에, 특별하게 빛에만 반응하여 분화에 영향을 주는 유전자는 몇몇에 불과하고, 다른 스트레스들과 관련된 유전자와 연관성이 많으며, 성장에 있어서는 외부 환경 스트레스에 따른 영향은 크지 않은 것으로 사료된다. In a homothallic ascomycete Aspergillus nidulans, sexual development is inhibited by various environmental stresses such as acetate medium, visible light and high osmolarity conditions. In order to study the genes involved in this stress-related regulatory network, we first attempted to isolate mutants that could develop cleistothecia even in the presence of any of those stresses including intensive visible light. More than 10,000 mutants were screened and 167 mutants were analyzed. Among them, 152 mutants underwent sexual development under the single stress condition of either high osmotic, high acetate or light condition but no sexual development in more than two stresses. Six mutants can produce cleistothecia under light or acetate stress but not in salt stress. Moreover, 6 mutants showed the ability to develop cleistothecia under the light but not under the acetate or osmo-stress. The mutants were revealed to have independent single gene mutation and grouped into different complementation groups (silA-F). The mutant alleles were all recessive to that of wild type. The light responsiveness of development implies the existence of delicate regulation process including reception and translocation of light signaling and determination of development.

사상성 진균 Aspergillus nidulans에서 아쿠아포린 유전자 aqpA의 분리 및 분석

오동순,육함연,한갑훈,Oh, Dong-Soon,Lu, Han-Yan,Han, Kap-Hoon 한국미생물학회 2011 미생물학회지 Vol.47 No.4

아쿠아포린(aquaporin)은 MIP (Major Intrinsic Protein) 패밀리에 속하는 물 수송 채널(water transport channel) 단백질로 단세포 생물인 박테리아부터 다세포 고등생물인 인간에 이르기까지 다양한 기관계에서 잘 보존되어 있다. 아쿠아포린은 정통아쿠아포린(orthodox aquaporin)과 아쿠아글리세로포린(aquaglyceroporin)으로 구분되는데, 정통아쿠아포린은 주로 세포내의 물 유입 및 수송에 관여하며 아쿠아글리세로포린은 glycerol, polyol, urea를 비롯한 작은 비극성 분자의 수송에 관여하는 것으로 알려져 있다. 최근까지 효모에서 아쿠아포린 기능이 일부 밝혀졌지만 Aspergillus 속을 포함하는 사상성 진균에서는 거의 연구가 되어있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 A. nidulans의 유전체 염기서열 정보를 분석하여 하나의 정통아쿠아포린(aqpA)과 네 개의 아쿠아글리세로포린(aqpB-E)을 발견하였다. 이를 바탕으로 aqpA 유전자 결실돌연변이들을 만들어 그 기능을 분석하였다. aqpA 결실돌연변이는 각종 삼투 스트레스(osmotic stress)에서는 표현형의 변화가 거의 관찰되지 않았으며 이는 이들 유전자가 삼투 스트레스에 반응하지 않거나 유전자의 중복성 때문으로 여겨진다. 그러나 항진균제인 fluconazol에 대해서 그 감수성이 적어지는 것이 관찰 되었다. 이는 aqpA 유전자가 삼투스트레스 반응보다 항진균제의 감지에 더 기능을 가지고 있을 수 있음을 시사한다. Aquaporin is a water channel protein, which is classified as Major Intrinsic Protein (MIP), found in almost all organisms from bacteria to human. To date, more than 200 members of this family were identified. There are two major categories of MIP channels, orthodox aquaporins and aquaglyceroporins, which facilitate the diffusion across biological membranes of water or glycerol and other uncharged compounds, respectively. The full genome sequencing of various fungal species revealed 3 to 5 aquaporins in their genome. Although some functions of aquaporins found in yeast were characterized, however, no functional characteristics were studied so far in filamentous fungi, including Aspergillus sp. In this study, one orthodox aquaporin homolog gene, aqpA, and four aquaglyceroporin homologs, aqpB-E, in a model filamentous fungus Aspergillus nidulans were identified and the function of the aqpA gene was characterized. Knock-out of the aqpA gene didn't show any obvious phenotypic change under the osmotic stress, indicating that the function of the gene does not involved in the osmotic stress response or the function could be redundant. However, the mutant showed antifungal susceptibility resistance phenotype, suggesting that the function of the aqpA gene could be involved in sensing the antifungal substances rather than the osmotic stress response.

Aspergillus nidulans에서 플라스미드의 자가복제를 유발하는 DNA절편의 분리 및 분석

김진희,한규용,한갑훈,한동민,Kim, Jin-Hee,Han, Kyu-Yong,Han, Kap-Hoon,Han, Dong-Min 한국미생물학회 1998 미생물학회지 Vol.34 No.3

pNPG는 염색체 1번의 동원체 왼편에 위치하는 npgA1을 상보할 수 있는 genomic DNA를 포함하는 플라스미드인데 Aspergillus nidulans의 형질전환율을 현저히 증가시키는 특징을 보여주었다. 이 플라스미드로 형질전환시켰을 때 $Trp^+$형질전환체 모두가 $Npg^+$이었고 이들 중에 불완전 형질전환체는 전혀 형성되지 않았다. pNPG를 제한효소 PstI으로 절단하여 얻어진 10.4 kb 절편내에 형질전환율을 증가시키는 DNA서열이 존재함을 확인하고 pILJ16의 PstI site에 재조합하여 pKJH10.4라 명명하였다. pKJH10.4에 의한 A. nidulans의 형질전환율은 pILJ16 보다 대략 200배 이상 증가하였다. pKJH10.4에 의한 형질전환체를 비선택적 조건에서 배양하였을 때 $Arg^+$무성생식포자의 약 80%이상이 $Arg^-$로 복귀됨으로써 플라스미드가 매우 불안정함을 보여주었다. argB2 지표와 다른 종류의 연관된 유전자 지표를 지니는 플라스미드로 형질전환하였을 경우 비선택적 조건에서 argB2 지표가 결손될 때 연관된 다른 지표도 항상 함께 결손되는 현상을 보여주었다. 이 결과는 이 플라스미드에 의한 형질전환체의 불안정성이 염색체로 삽입되었다가 절제되어 나오기 때문이기보다는 염색체 밖에서 자가 복제하기 때문임을 시사한다. 형질전환율을 증가시키는 최소한의 DNA절편은 EcoRI-HaeIII 4.9 kb 절편이었으며 PvuII-EcoRI 2.2 kb 절편은 플라스미드의 불안정성과 관련이 있었다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때 형질전환율을 증가시키는 새로운 DNA 서열의 특성이 ANS1 보다는 AMA1과 유사하였으므로 AMA2라 명명하였다. A plasmid pNPG contains a genomic DNA complementing npgA1 which is located on the left arm of linkage group I. It transformed Aspergillus nidulans at a high frequency. No abortive transformants were observed and the $Trp^+$ transformants were all $Npg^+$. The 10.4 kb Psti fragment of the genomic DNA was subcloned into pILJ16, which increased the transformation efficiency by more than 200-folds. The transformants were mitotically unstable and yielded $Arg^-$ conidia at the frequency of more than 80%. An additional gene cloned into the plasmid containing the fragment was always lost with $argB^+$ marker. These characteristics strongly indicate the possibility that the plasmids autonomously replicate. The full activity of enhanced transformation was retained on the 4.9 kb EcoRI-HaeIII fragment. The DNA segment was similar to AMA1 rather than ANS1 in function and designated AMA2.

사상성 진균 Aspergillus nidulans에서 forkhead 유전자인 fkhF의 구조와 기능 분석

박미혜,김현영,김종화,한갑훈,Park, Mi-Hye,Kim, Hyoun-Young,Kim, Jong-Hwa,Han, Kap-Hoon 한국미생물학회 2009 미생물학회지 Vol.45 No.4

Genome analysis of a model filamentous fungus, Aspergillus nidulans, revealed that there are six putative forkhead genes. Among them, fkhF (AN8949.2) showed A. nidulans-specific. fkhF gene is located in chromosome VII and composed of 2,337 bp coding region for 778 amino acid. Since little is known about the involvement of the forkhead proteins in the developmental process of the filamentous fungi, including A. nidulans, we generated a deletion mutant of fkhF gene and analyzed. Deletion of fkhF resulted in less-dense conidiophore formation in a solid culture. However, the sexual developmental process or cleistothecia formation was normal. Furthermore, fkhF deletion mutant produced conidiophores and conidia under the submerged culture, suggesting that the fkhF gene is involved in repression of inappropriated induction and maturation of asexual developmental process but not in sexual development. 사상성 모델 진균인 Aspergillus nidulans에 존재하는 forkhead 유전자들의 구조와 기능을 체계적으로 연구하기 위해 유전체 분석을 통해 forkhead 도메인을 가지고 있는 6개의 forkhead 유전자를 발견하였다. 이들 중 4개의 유전자들은 다른 진균에서 발견되는 forkhead 유전자들과 전반적인 유사성이 있었으나, 2개의 유전자들은 다른 종에서는 보존되어있지 않은 A. nidulans 특이적인 유전자들이었다. A. nidulans 특이적 forkhead 유전자들 중 하나인 fkhF(AN8949.2) 유전자는 염색체 7번에 위치하고 있고, ORF는 2,337 bp로 구성되어 있으며 778개의 아미노산을 암호화하고 있는 것으로 추정되었다. 예상되는 FkhF 단백질의 N-말단 부위에 보존된 forkhead 도메인을 가지고 있었으며, 이 유전자의 기능을 분석하기 위해 유전자제거 돌연변이 균주를 제조하였다. fkhF 유전자 결손돌연변이주는 유성분화 유도 조건 등을 포함한 여러 고체배지 배양 조건에서 유성분화에는 영향을 미치지 않았으나 무성포자병(conidiophore)의 생성 밀도와 성숙도에 영향을 주는 것으로 관찰되었고, 야생형과 달리 진탕배양시에 무성포자병을 형성함이 관찰되었다. 이는 fkhF 유전자가 A. nidulans의 부적절한 무성분화를 억제하고 정상적인 무성포자 성숙과정에 관여하는 유전자라는 것을 보여준다.

Aspergillus fumigatus에서 Methyltransferase 유전자 AfuvipB와 AfuvipC의 분리 및 분석

모하메드 ( Mohammed A. Abdo Elgabbar ),한갑훈 ( Kap Hoon Han ) 한국균학회 2015 Mycobiology Vol.43 No.1

In filamentous fungi, velvet complex associated with the veA gene plays pivotal roles in development and secondary metabolism. In a model fungus Aspergillus nidulans, many proteins that can interact with VeA, including two methyltransferases VipB and VipC, have been isolated and characterized. In this study, we isolated homologs of the vipB and vipC genes in the human opportunistic pathogenic fungus Aspergillus fumigatus and named AfuvipB and AfuvipC. The AfuvipB gene, annotated as Afu3g14920 in the Aspergillus Genome Database (AspGD) database, consists of 1,510 bp interrupted with 10 introns yielding 336 amino acid-long putative methyltransferase protein. Similarly, AfuvipC, which is Afu8g01930, has 10 introns and encodes a polypeptide with 339 amino acids having a methyltransferase domain in the middle of the protein. To characterize the function of the genes in A. fumigatus, knock-out mutants were generated and the phenotypes were observed. Deletion of AfuvipB gene caused no obvious phenotypic change on point inoculation but showed smaller colony than wild-type when the mutant was subjected to culture on single spore-driven culture condition. However, AfuvipC deletion mutant demonstrated no phenotypic difference from wild type both in point inoculation and streaking cultures. These results indicate that the two methyltransfereases might have a redundant role and could be dispensable in normal culture conditions.

보문 : Aspergillus nidulans forkhead 유전자 fkhE의 구조와 기능 분석

박미혜 ( Mi Hye Park ),김현영 ( Hyoun Young Kim ),김종화 ( Jong Hwa Kim ),한갑훈 ( Kap Hoon Han ) 한국균학회 2010 韓國菌學會誌 Vol.38 No.2

A homothallic filamentous fungus Aspergillus nidulans has been used as the a model organism for studying growth and development for eukaryotic system. Various studies about specific transcription factors have been performed for elucidating the molecular mechanisms of growth, asexual and sexual developmental processes. Among them, the fkhE gene (AN2025.3) is located in chromosome VII and contains an ORF encoding 718 amino acid polypeptide intervening with two short introns. The cDNA sequencing revealed that at least four types of alternative splicing events were occurred when the fkhE gene was transcribed. The putative FkhE polypeptide contains a conserved forkhead domain and a bipartite nuclear localization signal at it`s N-terminus and C-terminus, respectively. Deletion of fkhE resulted in impaired conidiophore formation in a solid medium. However, the sexual developmental process or cleistothecia formation was normal. Furthermore, fkhE deletion mutant produced conidiophores and conidia under the submerged culture, indicating that the fkhE gene is involved in asexual developmental process similar to the fkhF gene.