Functional characterization of pro-apoptotic and anti-apoptotic factors in Candida albicans

국문 초록 (Abstract)

Apoptosis 란 programmed cell death(세포예정사)의 한 종류로 동물, 식물뿐만 아니라 곰팡이에서도 나타난다고 알려졌다. 세포의 유지, 개발에 중요한 요소이며 다양한 신호에 의해 발생한다. Candida albicans 는 사람에 공생하지만 캔디다증을 일으키는 기회감염성 균주이다. Yeast 형태에서 hyphae 형태로의 형태학적 전이가 가능하며 hyphae 형태는 침습적이고 조직에 침투하기 용이해 yeast 형태보다 치명적이다. 이에 더해 C. albicans 의 병원성은 hyphae 형태로의 형태학적 전이와 연관되어 있다고 알려져 왔다. 또한 quorum-sensing molecule 인 farnesol과 항진균제는 C. albicans 의 filamentation을 억제함과 동시에 apoptosis를 유발시켜 병원성과 apoptosis와의 관계가 밝혀지고 있다. 따라서 본 연구에서는 C. albicans 의 apoptosis 조절 인자들에 대한 기능적 분석과 쥐를 이용한 병원성 실험을 진행하였다. 제작된 주요 인자들의 결손 돌연변이 균주에서 ROS accumulation, caspase-like activity, TUNEL assay 그리고 viability를 통해 apoptosis phenotype을 관찰하였다. 산화적 스트레스와 farnesol 처리에 따른 apoptosis 표현형 실험 결과 CaYbh3와 CaNma111이 결손 되었을 때 apoptosis 표현형이 증가, CaBir1이 결손 되었을 때는 감소하였다. 이를 통해 CaYbh3와 CaNma111은 pro-apoptotic 조절 인자, CaBir1은 anti-apoptotic 조절 인자임을 확인하였고 CaBir1에 영향을 받은 caspase-like activity는 CaMca1 metacaspase에 의존적인 것으로 나타났다. 이에 더하여 CaNma111은 CaBir1을 하향 조절함으로써 pro-apoptotic 조절 인자로써 기능을 한다고 알 수 있었다. 다음으로 pro-apoptotic 조절 인자인 CaYbh3와 CaNma111이 C.albicans의 병원성에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 결손 돌연변이 균주를 쥐에 감염시켜 치사율을 관찰하였다. 그 결과, 결손 돌연변이 균주의 병원성이 야생형 균주에 비해 높게 나타났고 이를 통해 pro-apoptotic 조절 인자인 CaYbh3와 CaNma111은 C.albicans 의 병원성과 연관이 있는 것으로 나타났다.

목차 (Table of Contents)

• 1.Introduction 1
• 2.Materials and methods 4
• 2.1. Strains and plasmids 4
• 2.2. Cell growth conditions 4
• 2.3. Reactive oxygen species (ROS) accumulation assay 5
• 2.4. Caspase assay 5
• 2.5. TUNEL assay 5
• 2.6. Cell survival assay 6
• 2.7. Western blot analysis 6
• 2.8. Assessment of virulence in a murine infection model 7
• 3.Results 10
• 3.1. ROS accumulation analysis of Caybh3/Caybh3 and Canma111/Canma111 deletion mutant strains upon
• exposure to oxidative stress or quorum- sensing molecule 10
• 3.2. Caspase-like activity analysis of Caybh3/Caybh3 and Canma111/Canma111 deletion mutant strains upon exposure to oxidative stress or quorum- sensing molecule 13
• 3.3. DNA fragmentation analysis of Caybh3/Caybh3 and Canma111/Canma111 deletion mutant strains upon exposure to oxidative stress 16
• 3.4. Increased viability of Caybh3/Caybh3 or Canma111/Canma111 mutant cells upon exposure to oxidative stress 18
• 3.5. CaBir1 is a substrate for CaNma111 20
• 3.6. Caspase-like activity regulated by CaBir1 is dependent on CaMca1 metacaspase 22
• 3.7. CaYbh3 and CaNma111 play important roles in the virulence of C. albicans 25
• 4.Discussion 27
• 5.References 29
• Abstract in Korean 33