다양한 물질수송을 담당하는 ABC transporter protein들은 방선균의 이차대사생산 및 형태분화 등에 밀접하게 관여하고 있으며, 또한 방선균이 세포 외부의 금속이온들에 의해 형태분화가 촉진 및 억제되는것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 방선균의 특이적 형태분화에 연관된 것으로 추정하는 다양한 유전자를 확인했다. 이로 인해 방선균의 조절기작과 기능이 주변환경의 변화에 대응 및 적응하여 성장하는 복잡한 형태분화를 이해함에 있어서 도움이 될 것으로 사료된다.
<p>다양한 물질수송을 담당하는 ABC transporter protein들은 방선균의 이차대사생산과 형태분화 등에 밀접하게 관여 하고 있다는 연구결과들이 보고되고 있다. 특히, S. griseus와 S. coelicolor에서 공통적으로 ATP-binding cassette ABC transporter 구성 단백질들은 세포막 또는 세포 내에 위치하며 sugar의 세포내 유입 및 대사에 관련하여 방선균에서 이차대사생산과 형태분화에 관여한다고 알려져 있다. 또한 방선균은 세포외부의 다양한 금속이온들에 의해서 형태분화가 촉진되거나 억제되는 것으로 알려져 있다. 이러한 선행 연구결과들로부터 SGR794 유전자와 SGR795-797 cluster는 막 또는 그 주변에 위치하여 세포외부의 변화에 반응하는 방선균의 형태분화에 밀접하게 관련하고 있을 것으로 추정된다. 또한 SGR3657은 70개의 아미노산으로 구성된 막단백질로서 아미노산 상동성 검색결과 방선균에 특이적으로 분포하는 단백질로서 그 기능은 알려져 있지 않으나 방선균 특이적 형태분화에 관련한 막의 변화와 연관되어 있을 것으로 추정된다.</p> <p>RNA polymerase ECF-subfamily sigma factor는 박테리아에서 세포외부의 다양한 스트레스에 반응하여 많은 유전자들의 전사를 조절하는 것으로 알려져 있는데, 특히 방선균에서는 질소, 인, UV, 삼투압, 산소 등의 세포외부의 환경변화에 반응하여 이차대사생산과 형태분화를 조절하는 중요한 조절인자로 알려져 있다. 이를 토대로 SGR2377-2378 cluster는 외부 환경조건에 따른 형태분화에 긴밀하게 작용할 것으로 기대된다.</p> <p>Two component regulatory system은 미생물에서 포유류까지 다양한 생물내에 존재하며 다양한 세포외부 신호를 세포내로 전달하는 중요한 기능을 담당하는 것으로 잘 알려져 있다. 특히, 방선균의 이차대사생산과 형태분화가 이러한 two component regulatory system에 의해서 강하게 조절되는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서 선별된 SGR6997-6998 cluster는 two component regulatory system을 구성하며, 세포외부의 다양한 자극에 반응하는 특정 신호전달기작을 조절하여 형태분화 및 이차대사생산에 관여할 것으로 기대된다.</p> <p>전사량이 2 배 이상 감소된 유전자는 pES1 형질전환체에서 전사량이 2배 이상 증가한 유전자들의 선별기준을 적용 하여 선별하였다. 그 결과, 1 개의 cluster (SGR4445-4446)와 3개의 유전자(SGR1103, SGR6081, SGR6264)가 pES1에 의해서 전사에 영향을 받은 것으로 관찰되었다. SGR4445 \( (-4.08 \) 배)와 SGR4446 ( \( -4.57 \) 배)은 각각 ATP-binding cassette (ABC) transporter 구성 단백질인 \( \mathrm{ABC} \) transporter permease protein와 ATP-binding protein을 코드하며, 하나의 전사체를 형성하며 전사될 것으로 추정된다. SGR1103 (-2.03배)과 SGR6081 \( (-4.55 \) 배)과 SGR6264 \( (-2.29 \) 배)는 각각 putative bromoperoxidase와 putative transmembrane transport protein과 putative RNA polymerase ECF subfamily sigma factor를 코드하였다. pES1 대량발현에 의한 특정 유 전자들의 전사량 감소는 S. griseus의 복잡한 발달과정에 영향을 미침으로써 특이적 형태분화를 유도할 것으로 추정된다.</p> <p>본 연구로부터 방선균의 특이적 형태분화에 관여할 것으로 추정되는 다양한 유전자들을 확인하였다. 이들 유전자들이 방선균의 특이적 형태분화를 유도하는 조절기작 및 기능의 규명은 방선균이 주변환경의 변화에 대응하고 적응하여 성장하는 복잡한 형태분화를 이해하는데 유용할 것으로 기대된다.</p>