사상성 진균 Aspergillus nidulans에서 아쿠아포린 유전자 aqpA의 분리 및 분석

Identification and Characterization of the Aquaporin Gene aqpA in a Filamentous Fungus Aspergillus nidulans

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.