데일리 미생물학 Daily Microbiology 3

Transcriptomic Analysis Reveals That Rho GTPases Regulate Trap Development and Lifestyle Transition of the Nematode-Trapping Fungus Arthrobotrys oligospora, 2022, Microbiology Spectrum

중요성
Nematode-trapping (NT) fungi 는 nematode(선충)의 biocontrol(생물학적 방제제)로 이용될 수 있음

목적
NT fungi의 모델종인 Arthrobotrys oligospora에게 Caenorhabditis elegans를 먹이로 줬을때 trap 형성과 섭식 과정에서 시간에 따른 유전자 발현 변화를 이해하고자함

방법

해당 논문 실험 설계, WA medium = Water agar medium (왼쪽); Gene disruption 방법, Colot et al., 2006, PNAS (오른쪽)

1. 위 설계에서 0 (control), 12, 24, 36, 48시간 후 RNA-seq 하여 differentially expressed genes(DEG)와 alternative splicing(AS) 조사함
2. 오른쪽 그림의 방법으로 Rho GTPases 3 종류 (Rho2, Rac, Cdc42) 의 gene disruption을 한 뒤, 돌연변이 균주들의 다양한 phenotype을 비교하여 (multiphenotypic comparison) Rho GTPases의 역할 규명

결과

1. Rho GTPase인 Rac과 Cdc42가 생장, 발달, 병원성에 중요한 역할을 함
2. Alternative splicing이 trap 발달 및 생활사 전환에 중요함
3. 그 중에서도 Rac은 trap 발달 및 섭식 과정에서 upregulated 되고 alternative splicing도 일어났으며 multiphenotypic comparison 결과 trap 발달(pathogenicity)과 sporulation(생활사 전환)에 중요함
4. 또한 Rho GTPases는 ROS 형성을 조절하고 여러 kinase를 upstream에서 조절함

결론
NT fungi에서 유전자 발현 및 alternative splicing에 대한 이해를 높이고 Rho GTPase의 중요성을 밝힘으로써 병원성 선충을 생물학적으로 방제하기 위한 기반을 제공함

참고문헌
Colot, H.V., Park, G., Turner, G.E., Ringelberg, C., Crew, C.M., Litvinkova, L., Weiss, R.L., Borkovich, K.A., and Dunlap, J.C. (2006). A high-hroughput gene knockout procedure for Neurospora reveals functions for multiple transcription factors. Proceedings of the National Academy of Sciences 103, 10352-10357.

Yang, L., Li, X., Bai, N., Yang, X., Zhang, K.-., and Yang, J. (2022). Transcriptomic Analysis Reveals That Rho GTPases Regulate Trap Development and Lifestyle Transition of the Nematode-Trapping Fungus Arthrobotrys oligospora. Microbiology Spectrum 10, e01759-01721. doi:10.1128/spectrum.01759-21.