KR102041684B1 - Use of Hsf1 gene for treating mycoses or meningoencephalitis - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진균 감염 또는 뇌수막염 치료를 위한 Hsf1 유전자의 용도에 관한 것이다. The present invention relates to the use of the Hsf1 gene for the treatment of fungal infections or meningitis.

Description

진균 감염 또는 뇌수막염 치료를 위한 Hsf1 유전자의 용도 {Use of Hsf1 gene for treating mycoses or meningoencephalitis}Use of Hsf1 gene for treating mycoses or meningoencephalitis

본 발명은 진균 감염 또는 뇌수막염 치료를 위한 Hsf1 유전자의 용도에 관한 것이다. The present invention relates to the use of the Hsf1 gene for the treatment of fungal infections or meningitis.

숙주의 생리학적 온도인 37 ℃에 대한 반응 및 적응은 대기 온도의 자연 환경에서 호흡기를 통해 숙주를 감염시키는 대부분의 인간 곰팡이 병원균의 핵심 독성 속성이며, 크립토코커스 네오포르만스 (Cryptococcus neoformans)는 상기 병원체 중에 하나이다. 이 담자 진균족 진균 (basidiomycetous fungus)은 다양한 환경적 적소에 존재하며 양성 및 단일 분화를 통해 전염성 효모 세포 또는 포자를 생성하며 이후에 숙주의 호흡기를 통해 흡입되고 처음에는 폐에서 대량 서식한다. 크립토코커스 네오포르만스는 감염되면 혈류로 계속해서 퍼지고 중추 신경계를 침범하며 결국에는 사망에 이르는, 매년 60만 명이 넘는 사망자가 발생하는 치명적인 뇌막 및 뇌염을 유발하는 병원체 중에 하나이다. 이 전염 과정에서 온도 상승 (약 25℃ 에서 37℃로)을 감지하고 적응하는 능력은 병원균이 폐의 초기 번식을 확립하는 데 중요한 요소이다. 따라서 내열성에 심각한 결함이 있는 대부분의 돌연변이는 독성이 강하게 약화되는 경향이 있기 때문에, 곰팡이에서 내열성을 제어하는 신호 전달 체계 (signaling cascades)는 잠재적인 항진균제를 판별하는 방법으로 이용되어 많은 연구가 진행되고 있다. 크립토코커스 네오포르만스에서 온도 감지 신호 전달 계통은 calmodulin/calcineurin, Ras, HOG, Msi1 유사 단백질, protein kinase C1 (Pkc1)/Mpk1 MAPK 및 unfolded protein response (UPR) 경로를 포함한다.The response and adaptation to the host's physiological temperature, 37 ° C., is a key toxic property of most human fungal pathogens that infect the host through the respiratory tract in its natural environment at ambient temperature, Cryptococcus neoformans One of the pathogens. The basidiomycetes fungus (basidiomycetous fungus exist in a variety of environmental places and produce infectious yeast cells or spores through positive and single differentiation, which are then inhaled through the host's respiratory system and initially in large quantities in the lungs. Cryptococcus neoformans is one of the deadly meninges and encephalitis that causes more than 600,000 deaths each year, causing infection to continue to spread into the bloodstream, invade the central nervous system, and eventually death. The ability to detect and adapt to elevated temperatures (about 25 ° C to 37 ° C) during this transmission process is an important factor for pathogens to establish the early reproduction of the lungs. Therefore, since most mutations with severe defects in heat resistance tend to be strongly weakened, signaling cascades that control heat resistance in molds are used as a means of identifying potential antifungal agents, and much research has been conducted. have. The temperature-sensing signaling lines in Cryptococcus neoformans include calmodulin / calcineurin, Ras, HOG, Msi1 like proteins, protein kinase C1 (Pkc1) / Mpk1 MAPK and unfolded protein response (UPR) pathways.

상기에 설명된 다른 온도 감지 신호 전달 요소와 달리 단백질 키나아제 Sch9는 크립토코커스 네오포르만스 내열성을 억제한다. Sch9 결실은 크립토코커스 네오포르만스의 내열성을 증가시킨다. 따라서 sch9 돌연변이체는 야생형 (WT)과 달리 41℃까지 잘 견딘다. Sch9는 또한 다당류 캡슐의 생성을 음성으로 조절하는데, 이는 또한 크립토코커스 네오포르만스의 주요 독성 인자이기도하다. 그럼에도 불구하고, sch9 돌연변이체의 독성은 약화되고, 산화 스트레스에 대한 민감성이 더 커질 수 있다. sch9 발현은 산화 스트레스에 의해 유도된다. Sch9의 cAMP 신호 전달 경로에 대한 직접 또는 간접적인 상관관계가 명확하지 않더라도, 내열성 및 캡슐 합성에서 Sch9의 역할은 단백질 키나아제 A (Protein Kinase A;PKA)에 의존하는 것으로 보인다. 그러므로, Sch9가 립토코커스 네오포르만스의 내열성을 어떻게 조절하는지 알려져 있지 않다. Unlike other temperature sensing signaling elements described above, protein kinase Sch9 inhibits Cryptococcus neoformans heat resistance. Sch9 deletion increases the heat resistance of Cryptococcus neoformans. Thus, the sch9 mutant tolerates well up to 41 ° C, unlike the wild type (WT). Sch9 also negatively regulates the production of polysaccharide capsules, which is also a major virulence factor of Cryptococcus neoformans. Nevertheless, the toxicity of sch9 mutants is weakened and can be more susceptible to oxidative stress. sch9 expression is induced by oxidative stress. Although the direct or indirect correlation to Sch9's cAMP signal transduction pathway is not clear, Sch9's role in heat resistance and capsule synthesis appears to depend on protein kinase A (PKA). Therefore, it is not known how Sch9 regulates the heat resistance of Liptococcus neoformans.

Sch9의 기능은 효모 (Saccharomyces cerevisiae)에서 많은 연구가 진행되고 있다. Sch9는 영양소 감지 (nutrient sensing), 스트레스 반응 및 생존기간 (chronological life-span) 조절에 중요한 역할을 하는 Ser/Thr 단백질 키나제이다. 진핵 생물에서 중요한 영양소 센서인 rapamycin complex 1 (TORC1)의 표적은 Sch9를 직접 인산화 시킨다. Sch9는 아마도 촉매 서브 유닛 Rpa190의 모집을 촉진함으로써 RNA 중합 효소의 최적 활성을 유지할 것이다. 또한 Sch9는 35S rRNA를 25S, 18S 및 5.8S rRNA로 적절히 가공하고 Rps6과 같은 프로세오솜 (processome) 구성 요소에 필수적이다. Sch9는 또 다른 영양소 감지 경로인 cAMP/protein kinase A (PKA) 경로와의 합성 관계를 가지고 있다. Sch9는 Rim15 키나아제 또는 Sko1-Hog1 복합체와의 상호 작용을 통한 세포 스트레스 조절에 중요한 역할을 한다. TORC1에 의해 활성화된 Sch9는 Rim15의 인산화를 촉진하고 세포질 유지를 촉진한다. TORC1 및 Sch9의 억제시, Rim15는 핵으로 전위되어 일반 스트레스 반응을 지배하는 Msn2/4 전사 인자를 활성화시킨다. 또한, Sch9는 삼투압 스트레스에 반응하여 Sch9, Sko1 및 Hog1로 이루어진 염색질 관련 전사 활성제 복합체로서 작용하는 것으로 보인다. Sch9가 Sko1 및 Hog1과 상호 작용하고 Sch9가 Sko1을 인산화 한다는 것이 입증되었다. Sch9는 또한 지질 2차 메신저 포스파티딜 이노시톨-3,4,5-트리스포스페이트 (PIP3)에 결합하는 플레크스트린 (pleckstrin) 상동성 (PH) 도메인을 갖는 포유류 단백질 키나아제 B (PKB)/Akt와 이종상동성이기 때문에 지질 신호전달에 관여한다. PIP3에 결합시, PKB는 포스포이노시티드 의존성 키나아제 1 (phosphoinositide-dependent kinase 1; PDK1) 및 TORC2에 의해 인산화되고 활성화된다. 효모는 Sch9의 기능에 필요한 두 개의 PDK1 이종상동성인 Pkh1/2를 가지고 있다. Sch9는 또한 미토콘드리아 기능, 트리 카르복시산 순환 및 자가소화작용의 유도와 관련된 유전자의 조절에 필요하다. 단백질 키나아제 Sch9의 손실은 크립토코커스 네오포르만스의 내열성을 증가 시키지만, 조절 메커니즘은 알려지지 않았다. 본 발명은 크립토코커스 네오포르만스 내열성에 관여하는 Sch9 의존성 및 Sch9 비의존성 신호전달 과정과 하류 표적 유전자를 확인하기 위해 Sch9 매개 열내성에 대한 잠재적인 분자 메커니즘을 연구하였고, Hsf1이 상기 Sch9 매개 열내성에 관여하여, Hsf1의 과발현이 크립토코커스 네오포르만스의 내열성을 촉진하는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Sch9 functions in yeast ( Saccharomyces cerevisiae ), much research is being done. Sch9 is a Ser / Thr protein kinase that plays an important role in nutrient sensing, stress response and chronological life-span regulation. Targets of rapamycin complex 1 (TORC1), an important nutrient sensor in eukaryotes, directly phosphorylate Sch9. Sch9 will probably maintain the optimal activity of the RNA polymerase by promoting the recruitment of the catalytic subunit Rpa190. Sch9 also properly processes 35S rRNA into 25S, 18S and 5.8S rRNAs and is essential for processome components such as Rps6. Sch9 has a synthetic relationship with cAMP / protein kinase A (PKA), another nutrient-sensing pathway. Sch9 plays an important role in the regulation of cellular stress through interaction with Rim15 kinase or Sko1-Hog1 complex. Sch9 activated by TORC1 promotes phosphorylation of Rim15 and promotes cellular maintenance. Upon inhibition of TORC1 and Sch9, Rim15 is translocated into the nucleus to activate the Msn2 / 4 transcription factor, which governs the general stress response. Sch9 also appears to act as a chromatin-related transcriptional activator complex consisting of Sch9, Sko1 and Hog1 in response to osmotic stress. It was demonstrated that Sch9 interacts with Sko1 and Hog1 and Sch9 phosphorylates Sko1. Sch9 is also heterologous to mammalian protein kinase B ( PKB ) / Akt with a pleckstrin homology (PH) domain that binds to the lipid secondary messenger phosphatidyl inositol-3,4,5-trisphosphate (PIP3) Because it is homosexual, it is involved in lipid signaling. Upon binding to PIP3 , PKB is phosphorylated and activated by phosphoinositide-dependent kinase 1 ( PDK1 ) and TORC2 . Yeast has two PDK1 heterologies, Pkh1 / 2, which are necessary for the function of Sch9. Sch9 is also required for the regulation of genes associated with induction of mitochondrial function, tricarboxylic acid circulation and autophagy. Loss of protein kinase Sch9 increases the heat resistance of Cryptococcus neoformans, but the regulatory mechanism is unknown. The present invention studied Sch9 dependent and Sch9 independent signaling processes involved in Cryptococcus neoformans heat resistance and potential molecular mechanisms for Sch9 mediated heat resistance in order to identify downstream target genes. The present invention was completed by confirming that overexpression of Hsf1 promotes heat resistance of Cryptococcus neoformans in association with resistance.

본 발명은 Hsf1 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자를 포함하는 균주를 이용하여, 향균제 또는 뇌수막염 치료제를 스크리닝하는 방법을 제공하는데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a method for screening an antimicrobial agent or a meningitis therapeutic agent using a strain comprising a Hsf1 protein or a gene encoding the same.

본 발명의 목적은 하기의 단계를 포함하는 항균제를 스크리닝 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method for screening an antimicrobial agent comprising the following steps.

(a) Hsf1 (Heat shock fator 1)에 의해 활성화되는 프로모터 (promoter), lacZ 및 pNEO을 포함하는 재조합 벡터를 균에 형질전환 시키는 단계  (a) transforming the bacterium with a recombinant vector comprising a promoter, lacZ and pNEO activated by Hsf1 (Heat shock fator 1)

(b) 상기 형질전환된 균에 항균제 후보물질을 처리하는 단계 (b) treating the transformed bacteria with antimicrobial candidates

(c) 상기 후보물질을 처리한 형질전환된 균이 후보물질을 처리하지 않은 형질전환된 균보다 적은 수의 청색 콜로니를 가지는 것으로 측정될 때, 상기 후보물질이 항균제임을 판별하는 단계. (c) determining that the candidate is an antimicrobial agent when it is determined that the transformed bacteria treated with the candidate material have fewer blue colonies than the transformed bacteria not treated with the candidate material.

본 발명의 스크리닝 방법을 언급하면서 사용되는 후보물질은 유전자의 발현량에 영향을 미치거나, 단백질의 양 또는 활성에 영향을 미치는지 여부를 검사하기 위하여 스크리닝에서 이용되는 미지의 후보 물질을 의미한다. 상기 후보물질은 화학물질, 뉴클레오타이드, 안티센스-RNA, siRNA (small interference RNA) 및 천연물 추출물을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. Candidates used while referring to the screening methods of the present invention mean unknown candidates used in screening to examine whether they affect the expression level of a gene or affect the amount or activity of a protein. Such candidates include, but are not limited to, chemicals, nucleotides, antisense-RNAs, small interference RNAs (siRNAs), and natural extracts.

본 발명에 있어서, 상기 재조합 발현 벡터는 상기 벡터에 의해 운반되는 각 재조합형 유전자에 의해 암호화되는 단백질을 합성시킬 수 있는 플라스미드, 코스미드 또는 파아지를 포함한다. 바람직한 벡터는 그것이 결합된 핵산을 자기 복제 및 발현시킬 수 있는 벡터이다.In the present invention, the recombinant expression vector includes a plasmid, cosmid or phage capable of synthesizing a protein encoded by each recombinant gene carried by the vector. Preferred vectors are vectors capable of self-replicating and expressing the nucleic acid to which they are bound.

상기 Hsf1에 의해 활성화되는 프로모터는 SSA1 프로모터일 수 있다. 상기 Hsf1에 의해 활성화되는 프로모터는 SSA1 프로모터일 수 있으며, SSA1 프로모터 중에 HSE 유전자 일 수 있다. The promoter activated by Hsf1 is SSA1 It may be a promoter. The promoter activated by Hsf1 may be an SSA1 promoter and may be an HSE gene in the SSA1 promoter.

상기 형질전환된 균은 크립토코커스 네오포르만스 (Cryptococcus neoformans)일 수 있다. The transformed bacteria may be Cryptococcus neoformans.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 스크리닝 방법으로 선별된 항균제를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide an antimicrobial agent selected by the above screening method.

본 발명의 다른 목적은 하기 단계를 포함하는 뇌 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention to provide a method for screening a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of brain diseases comprising the following steps.

(a) SSA1 프로모터 (promoter), LacZ 및 pNEO를 포함하는 재조합 벡터를 균에 형질전환 단계 (a) SSA1 promoter (promoter), transfection step the recombinant vector containing the LacZ and pNEO the fungus

(b) 상기 형질전환된 균에 항균제 후보물질을 처리하는 단계 (b) treating the transformed bacteria with antimicrobial candidates

(c) 상기 후보물질을 처리한 형질전환된 균이 후보물질을 처리하지 않은 형질전환된 균보다 적은 수의 청색 콜로니를 가지는 것으로 측정될 때, 상기 후보물질이 뇌 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물임을 판별하는 단계. (c) when it is determined that the transformed bacteria treated with the candidate has fewer blue colonies than the transformed bacteria not treated with the candidate, the candidate is a pharmaceutical for preventing or treating brain diseases. Determining the composition.

상기 형질전환된 균은 크립토코커스 네오포르만스 (Cryptococcus neoformans)일 수 있다. The transformed bacteria may be Cryptococcus neoformans.

상기 뇌 질환은 치매, 파킨슨 병 (Parkinson's disease)을 포함하는 인지 손상 (cognitive impairment) 인 것을 특징으로 할 수 있다. The brain disease may be characterized as being a cognitive impairment including dementia and Parkinson's disease.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 스크리닝 방법으로 선별된 뇌 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물를 제공하는 것이다. Another object of the present invention to provide a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of brain diseases selected by the screening method.

본 발명의 약제학적 조성물은 화학물질, 뉴클레오타이드, 안티센스, siRNA 올리고뉴클레오타이드 및 천연물 추출물을 유효성분으로 포함할 수 있다. 본 발명의 항진균용 의약 조성물 또는 항진균 복합 제제는 유효 성분 이 외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등의 가용화제를 사용할 수 있다. 본 발명의 항진균용 의약 조성물은 투여를 위해서 유효 성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1 종 이상 포함하여 의약 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 더 나아가 해당분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, MackPublishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다. 본 발명의 의약 조성물의 약제 제제 형태는 과립제, 산제, 피복정, 정제, 캡슐제, 좌제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 및 활성 화합물의 서방출형 제제 등이 될 수 있다. 본 발명의 의약 조성물은 정맥내, 동맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 복강내, 흉골내, 경피, 비측내, 흡입, 국소, 직장, 경구, 안구내 또는 피내 경로를 통해 통상적인 방식으로 투여할 수 있다. 본 발명의 의약 조성물의 유효성분의 유효량은 질환의 예방 또는 치료 요구되는 양을 의미한다. 따라서, 질환의 종류, 질환의 중증도, 조성물에 함유된 유효 성분 및 다른 성분의 종류 및 함량, 제형의 종류 및 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자에 따라 조절될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 예컨대, 성인의 경우, 1일 1회 내지 수회 투여시, 본 발명의 저해제는 1일 1회 내지 수회 투여시, 화합물일 경우 0.1ng/kg~10g/kg, 폴리펩타이드, 단백질 또는 항체일 경우 0.1ng/kg~10g/kg, 안티센스 올리고뉴클레오타이드, siRNA, shRNAi, miRNA일 경우 0.01ng/kg~10g/kg의 용량으로 투여할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may include chemicals, nucleotides, antisenses, siRNA oligonucleotides, and natural extracts as active ingredients. The antifungal pharmaceutical composition or the antifungal complex preparation of the present invention may be prepared using a pharmaceutically suitable and physiologically acceptable adjuvant in addition to the active ingredient, and the adjuvant may include an excipient, a disintegrant, a sweetener, a binder, a coating agent. Solubilizers such as swelling agents, lubricants, lubricants or flavoring agents can be used. The antifungal pharmaceutical composition of the present invention can be preferably formulated into a pharmaceutical composition comprising one or more pharmaceutically acceptable carriers in addition to the active ingredient for administration. Acceptable pharmaceutical carriers in compositions formulated in liquid solutions are sterile and physiologically compatible, including saline, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, albumin injectable solutions, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol and One or more of these components may be mixed and used, and other conventional additives such as antioxidants, buffers and bacteriostatic agents may be added as necessary. In addition, diluents, dispersants, surfactants, binders and lubricants may be additionally added to formulate in injectable forms, pills, capsules, granules or tablets such as aqueous solutions, suspensions, emulsions and the like. Furthermore, the method disclosed in Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA can be formulated according to each disease or component according to the appropriate method in the art. Pharmaceutical formulation forms of the pharmaceutical compositions of the present invention may be granules, powders, coated tablets, tablets, capsules, suppositories, syrups, juices, suspensions, emulsions, drops or injectable solutions and sustained release formulations of the active compounds, and the like. Can be. The pharmaceutical compositions of the present invention may be administered in a conventional manner via intravenous, intraarterial, intraperitoneal, intramuscular, intraarterial, intraperitoneal, sternum, transdermal, nasal, inhalation, topical, rectal, oral, intraocular or intradermal routes. Can be administered. An effective amount of the active ingredient of the pharmaceutical composition of the present invention means an amount required to prevent or treat a disease. Thus, the type of disease, the severity of the disease, the type and amount of the active and other ingredients contained in the composition, the type of formulation and the age, weight, general health, sex and diet, sex and diet, time of administration, route of administration and composition of the patient. It can be adjusted according to various factors including the rate of secretion, the duration of treatment, and the drug used concurrently. For example, in adults, when administered once or several times a day, the inhibitor of the present invention is administered once or several times a day, when the compound is 0.1ng / kg to 10g / kg, a polypeptide, In the case of protein or antibody, 0.1ng / kg ~ 10g / kg, antisense oligonucleotide, siRNA, shRNAi, miRNA can be administered at a dose of 0.01ng / kg ~ 10g / kg.

본 발명에 있어서, 그 대상은 인간, 오랑우탄, 침팬지, 마우스, 랫트, 개, 소, 닭, 돼지, 염소, 양 등을 포함하나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다. In the present invention, the subject includes, but is not limited to, humans, orangutans, chimpanzees, mice, rats, dogs, cattle, chickens, pigs, goats, sheep, and the like.

본 발명에서 용어 "안티센스 올리고뉴클레오타이드"란 특정 mRNA의 서열에 상보적인 핵산 서열을 함유하고 있는 DNA, RNA 또는 이들의 유도체를 의미하고, mRNA내의 상보적인 서열에 결합하여 mRNA의 단백질로의 번역을 저해하는 작용을 한다. 안티센스 핵산의 길이는 6내지 100 염기이고, 바람직하게는 8 내지 60 염기이고, 보다 바람직하게는 10 내지 40 염기이다. 상기 안티센스 핵산은 효능을 증진시키기 위하여 하나 이상의 염기, 당 또는 골격 (backbone)의 위치에서 변형될수 있다 (De Mesmaeker et al., Curr Opin Struct Biol., 5 (3):343-55 (1995)). 핵산 골격은 포스포로티오에이트, 포스포트리에스테르, 메틸 포스포네이트, 단쇄 알킬, 시클로알킬, 단쇄 헤테로아토믹, 헤테로시클릭 당간 결합 등으로 변형될 수 있다. 또한, 안티센스 핵산은 하나 이상의 치환된 당을 포함할 수 있다. 안티센스 핵산은 변형된 염기를 포함할 수 있다. 변형된 염기에는 하이포크잔틴, 6-메틸아데닌, 5-Me 피리미딘 (특히 5-메틸시토신), 5-하이드록시메틸시토신 (HMC), 글리코실 HMC, 젠토비오실 HMC, 2-아미노아데닌, 2-티오우라실, 2-티오티민, 5-브로모우라실, 5-하이드록시메틸우라실, 8-아자구아닌, 7-데아자구아닌, N6 (6-아미노헥실)아데닌, 2,6-디아미노퓨린 등이 있다. 또한 본 발명의 안티센스 핵산은 상기 안티센스 핵산의 활성 및 세포 흡착성을 향상시키는 하나 이상의 모이어티 (moiety) 또는 컨쥬게이트 (conjugate)와 화학적으로 결합될 수 있다. 콜레스테롤 모이어티, 콜레스테릴 모이어티, 콜릭산, 티오에테르, 티오콜레스테롤, 지방성 사슬, 인지질, 폴리아민, 폴리에틸렌 글리콜 사슬, 아다맨탄 아세트산, 팔미틸 모이어티, 옥타데실아민, 헥실아미노-카르보닐-옥시콜에스테롤 모이어티 등의 지용성 모이어티 등이 있고 이에 제한되지는 않는다. 지용성 모이어티를 포함하는 올리고뉴클레오티드와 제조방법은 본 발명의 기술 분야에서 이미 잘 알려져 있다 (미국특허 제5,138,045호, 제5,218,105호 및 제5,459,255호 참조). 상기 변형된 핵산은 뉴클레아제에 대한 안정성을 증가시키고 안티센스 핵산과 표적 mRNA와의 결합 친화력을 증가시킬 수 있다. 안티센스 올리고뉴클레오타이드의 경우 통상의 방법으로 시험관에서 합성되어 생체 내로 투여하거나 생체 내에서 안티센스 올리고뉴클레오타이드가 합성되도록 할 수 있다. 시험관에서 안티센스 올리고뉴클레오타이드를 합성하는 한 예는 RNA 중합효소 I을 이용하는 것이다. 생체 내에서 안티센스 RNA가 합성되도록 하는 한 가지 예는 다중 제한효소 클로닝 부위 (MCS)의 기원이 반대 방향에 있는 벡터를 사용하여 안티센스 RNA가 전사되도록 하는 것이다. 이런 안티센스 RNA는 서열 내에 번역 중지 코돈이 존재하도록 하여 펩타이드 서열로 번역되지 않도록 하는 것이 바람직하다.As used herein, the term "antisense oligonucleotide" refers to DNA, RNA or derivatives thereof that contain nucleic acid sequences complementary to the sequence of a particular mRNA, and binds to complementary sequences in the mRNA to inhibit translation of the mRNA into a protein. It works. The antisense nucleic acid has a length of 6 to 100 bases, preferably 8 to 60 bases, and more preferably 10 to 40 bases. The antisense nucleic acid can be modified at the position of one or more bases, sugars or backbones to enhance efficacy (De Mesmaeker et al., Curr Opin Struct Biol., 5 (3): 343-55 (1995)). . The nucleic acid backbone can be modified with phosphorothioate, phosphoroester, methyl phosphonate, short chain alkyl, cycloalkyl, short chain heteroatomic, heterocyclic intersaccharide linkages and the like. In addition, antisense nucleic acids may comprise one or more substituted sugars. Antisense nucleic acids can include modified bases. Modified bases include hypoxanthine, 6-methyladenine, 5-Me pyrimidine (particularly 5-methylcytosine), 5-hydroxymethylcytosine (HMC), glycosyl HMC, gentobiosil HMC, 2-aminoadenine, 2 Thiouracil, 2-thiothymine, 5-bromouracil, 5-hydroxymethyluracil, 8-azaguanine, 7-deazaguanine, N6 (6-aminohexyl) adenine, 2,6-diaminopurine, etc. There is this. In addition, the antisense nucleic acids of the present invention may be chemically bound to one or more moieties or conjugates that enhance the activity and cellular adsorption of the antisense nucleic acids. Cholesterol moieties, cholesteryl moieties, cholic acid, thioethers, thiocholesterols, fatty chains, phospholipids, polyamines, polyethylene glycol chains, adamantane acetic acid, palmityl moieties, octadecylamine, hexylamino-carbonyl-oxy Fat-soluble moieties such as a cholesterol ester moiety, and the like. Oligonucleotides comprising a fat soluble moiety and methods of preparation are already well known in the art (see US Pat. Nos. 5,138,045, 5,218,105 and 5,459,255). The modified nucleic acid can increase stability to nucleases and increase the binding affinity of the antisense nucleic acid with the target mRNA. Antisense oligonucleotides can be synthesized in vitro by conventional methods to be administered in vivo or to allow antisense oligonucleotides to be synthesized in vivo. One example of synthesizing antisense oligonucleotides in vitro is using RNA polymerase I. One example of allowing antisense RNA to be synthesized in vivo is to allow the antisense RNA to be transcribed using a vector whose origin is in the opposite direction of the multiple restriction enzyme cloning site (MCS). Such antisense RNA is desirable to ensure that there is a translation stop codon in the sequence so that it is not translated into the peptide sequence.

본 발명에서 용어 "siRNA"는 RNA 방해 또는 유전자 기능억제를 매개할 수 있는 핵산 분자를 의미한다 (참조: WO00/44895, WO 01/36646, WO 99/32619, WO 01/29058, WO 99/07409 및 WO 00/44914). siRNA는 표적 유전자의 발현을 억제할 수 있기 때문에 효율적인 유전자 넉다운 방법으로서 또는 유전자치료 방법으로 제공된다. siRNA는 식물, 벌레, 초파리 및 기생충에서 처음으로 발견되었으나, 최근에 siRNA를 개발/이용하여 포유류 세포 연구에 응용되었다 (8-10). 본 발명의 siRNA 분자는, 센스 가닥 (mRNA 서열에 상응하는 서열)과 안티센스 가닥 (mRNA 서열에 상보적인 서열)이 서로 반대쪽에 위치하여 이중쇄를 이루는 구조를 가질 수 있다. 또한, 다른 구현 예에 따르면, 본 발명의 siRNA 분자는, 자기-상보성 (self-complementary) 센스 및 안티센스 가닥을 가지는 단일쇄 구조를 가질 수 있다. siRNA는 RNA끼리 짝을 이루는 이중사슬 RNA 부분이 완전히 쌍을 이루는 것에 한정되지 않고 미스매치 (대응하는 염기가 상보적이지 않음), 벌지 (일방의 사슬에 대응하는 염기가 없음) 등에 의하여 쌍을 이루지 않는 부분이 포함될 수 있다. 전체 길이는 10 내지 100 염기, 바람직하게는 15 내지 80 염기, 더욱 바람직하게는 20 내지 70 염기이다. siRNA 말단 구조는 유전자의 발현을 RNAi 효과에 의하여 억제할 수 있는 것이면 평활 (blunt) 말단 혹은 점착 (cohesive) 말단 모두 가능하다. 점착 말단 구조는 3'-말단 돌출 구조와 5'-말단 돌출 구조 모두 가능하다. 본 발명의 siRNA 분자는, 자기-상보성 (self-complementary) 센스 및 안티센스 가닥 사이에 짧은 뉴클레오타이드 서열 (예컨대, 약 5 내지 15 염기)이 삽입된 형태를 가질 수 있으며, 이 경우 뉴클레오타이드 서열의 발현에 의해 형성된 siRNA 분자는 분자내 혼성화에 의하여 헤어핀 구조를 형성하게 되며, 전체적으로는 스템-앤드-루프 구조를 형성하게 된다. 이 스템-앤드-루프 구조는 in vitro 또는 in vivo에서 가공되어 RNAi를 매개할 수 있는 활성의 siRNA 분자를 생성한다.As used herein, the term "siRNA" refers to a nucleic acid molecule capable of mediating RNA interference or gene suppression (see WO00 / 44895, WO 01/36646, WO 99/32619, WO 01/29058, WO 99/07409). And WO 00/44914). siRNA is provided as an efficient gene knockdown method or gene therapy method because it can inhibit the expression of the target gene. siRNA was first discovered in plants, worms, fruit flies and parasites, but has recently been applied to mammalian cell research by developing / using siRNAs (8-10). The siRNA molecules of the present invention may have a structure in which a sense strand (a sequence corresponding to an mRNA sequence) and an antisense strand (a sequence complementary to an mRNA sequence) are positioned opposite to each other to form a double strand. In addition, according to another embodiment, siRNA molecules of the present invention may have a single chain structure having self-complementary sense and antisense strands. siRNAs are not limited to the complete pairing of double-stranded RNA portions paired with RNA, but paired by mismatches (the corresponding bases are not complementary), bulges (there are no bases corresponding to one chain), and the like. May be included. The total length is 10 to 100 bases, preferably 15 to 80 bases, more preferably 20 to 70 bases. The siRNA terminal structure can be either blunt or cohesive, as long as the expression of the gene can be inhibited by the RNAi effect. The cohesive end structure is possible for both 3'-end protrusion structures and 5'-end protrusion structures. The siRNA molecules of the present invention may have a form in which a short nucleotide sequence (eg, about 5 to 15 bases) is inserted between a self-complementary sense and an antisense strand, in which case by expression of the nucleotide sequence The formed siRNA molecules form a hairpin structure by intramolecular hybridization, and form a stem-and-loop structure as a whole. This stem-and-loop structure is in in vitro or in It is processed in vivo to produce an active siRNA molecule capable of mediating RNAi.

한편, 본 발명에서 용어 ""shRNA (small hairpin RNA)""는 목적유전자 siRNA 염기서열의 sense와 상보적인 nonsense 사이에 3-10개의 염기 linker를 연결하는 올리고 DNA를 합성한 후 프라스미드 벡터에 클로닝하거나 또는 shRNA를 레트로바이러스인 렌티바이러스 (lentivirus) 및 아데노바이러스 (adenovirus)에 삽입하여 발현시키면 루프가 있는 헤어핀 구조의 shRNA (short hairpin RNA)가 만들어지고 세포 내의 Dicer에 의해 siRNA로 전환되어 RNAi 효과를 나타내는 것을 말한다. 상기 shRNA는 siRNA에 비해 비교적 장기간 RNAi 효과를 나타낸다.Meanwhile, in the present invention, the term "shRNA (small hairpin RNA)" refers to a oligo DNA linking 3-10 base linkers between the sense of the target gene siRNA and complementary nonsense, and then cloned into a plasmid vector. Or expressing by inserting shRNA into the retroviruses lentivirus and adenovirus, a looped hairpin structure of short hairpin RNA is produced and converted into siRNA by Dicer in the cell Say what it represents. The shRNA has a relatively long RNAi effect compared to siRNA.

본 발명은 Hsf1 단백질 및 이를 코딩하는 유전자를 저해시키는 항균 또는 뇌수막염 치료효과를 가지는 후보물질을 탐색할 수 있는 효과가 있다. 자세하게는 pNEO-SSA1pro-LacZ 재조합 벡터를 크립토코커스 네오포르만스 (Cryptococcus neoformans)에 형질전환하게 되는데, 상기 크립토코커스 네오포르만스 (Cryptococcus neoformans)에 항균 또는 뇌수막염 치료효과를 가지는 후보물질을 처리할 때, 병원성 진균의 내열성에 관여하는 Hsf 1유전자가 억제되고, Hsf1이 SSA1 프로모터의 HSE에 결합이 줄어들게 되며, 시스템 내의 LacZ 유전자가 발현 줄어들게 되고, β- 갈락토시다아제 활성이 줄어들게 되어 X-gal 존재 하에서 백색 콜로니를 가지게 된다. 상기의 시스템은 비색법 (항균 또는 뇌수막염 치료효과를 가지는 후보물질은 백색/항균 또는 뇌수막염 치료효과가 없는 후보물질은 청색)을 이용하기 때문에 Hsf1을 조절하는 새로운 화합물 (Hsf1을 억제하거나 활성화시키는 화합물)을 효과적이며, 고속으로 탐색 할 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of searching for candidates having an antimicrobial or meningitis therapeutic effect that inhibits the Hsf1 protein and the gene encoding the same. In detail, the pNEO-SSA1pro-LacZ recombinant vector is transformed into Cryptococcus neoformans, which is treated with Cryptococcus neoformans candidates having antimicrobial or meningitis therapeutic effects. Hsf 1 gene, which is involved in the heat resistance of pathogenic fungi, is inhibited, Hsf1 decreases binding to HSE of the SSA1 promoter, LacZ gene expression decreases, and β-galactosidase activity decreases in X-gal. In the presence of white colonies. This system uses a colorimetric method (a candidate that has an antibacterial or meningitis effect is white / an antibacterial or a candidate that has no therapeutic effect on meningitis is blue) and thus a new compound that modulates Hsf1 (a compound that inhibits or activates Hsf1). It is effective and can be searched at high speed.

도 1은 온도 상승 동안 SCH9 의존성 및 SCH9 비의존성 유전자의 전체 발편 프로파일이다. 도 1A는 KOG (Eukaryotic Orthologous Groups of protein; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/COG/) 데이터베이스를 이용한 온도 조절 유전자의 유전자 클러스터링 및 기능 분류 결과이다. 온도 상승에 따라 차별적으로 발현이 조절 된 총 1831 개의 유전자 (ANOVA 테스트, P <0.05)는 KOG 기능 묘사로 분류됩니다. 도 1B의 삽입 된 표는 25℃에서 37℃로 온도를 상향 이동할 경우, 야생형 (WT) (H99) 및 sch9Δ (YSB619) 균주에서의 유전자 발현 변화 패턴을 요약 한 것이다. 도 1C는 Sch9에 의해 차별적으로 조절되는 유전자의 기능적 범주의 결과이다. 야생형 (WT) (H99) 균주와 비교하여 sch9Δ 변이주에서 기저 및 온도 매개성 증가/감소 발현 수준이 유의하게 다른 총 313 개의 유전자를 KOG 기능 묘사로 분류 하였다.
도 2은 크립토코커스 네오포르만스에서 새로운 온도 조절 신호 전달 경로를 동정한 결과이다. CryptoNet에 의한 크립토코커스 네오포르만스의 온도 조절 경로를 예측 (http://www.inetbio.org/cryptonet/)하였다. 온도 조절 신호 전달 경로를 밝히기 위해 9개의 전사 인자와 17개의 키나아제를 사용했다. 기능적으로 상관관계가 예측되는 유전자들 사이에 링크로 표시하였다.
도 3은 열충격 단백질 (heat shock protein)과 에르고스테롤 (ergosterol) 생합성 유전자가 온도 상승에 의해 조절되는 결과이다. 도 3A는 25℃에서 37℃로 온도를 상승시킨 후, 야생형 (WT) 균주와 sch9Δ 균주에서 HSP104 유전자 발현이 유도되는 것을 보여주는 결과이다. qRT-PCR을 이용한 유전자 발현 분석은 25℃에서 37℃로 온도를 상향하여 120분 동안 생장시킨 야생형 (WT) (H99) 및 sch9Δ 균주로부터 분리 된 전체 RNA에서 HSP104 특이적 프라이머를 이용하여 수행 하였다. HSP104 발현 수준은 ACT1 발현으로 보정하였다. 도 3B은 Hsp104가 극심한 고온 조건 (55℃)에서도 성장에 필요하다는 것을 보여주는 결과이다. 야생형 (WT), hsp104Δ (YSB2261) 및 hsp104 결손 회복균주 (hsp104Δ+HSP104,YSB4689)를 YPD 액체 배지에서 30℃ 조건으로 16시간 배양하고, 연속 희석 (1 내지 104 희석)하고 YPD 고체 배지에 도말하였다. YPD 고체 배지를 지시 된 시간 동안 55℃ 배양하고, 30℃에서 2 일 동안 추가 배양 후 사진을 촬영하였다. 도 3C는 온도 상승에 의한 ERG11과 ERG2의 유전자 발현이 감소하는 것을 보여주는 결과이다. qRT-PCR은 25℃에서 37℃로 온도 상승시 야생형 (WT) 및 sch9Δ 균주로부터 추출 된 전체 RNA를 사용하여 수행 하였다. qRT-PCR의 경우, ERG11 ERG2 발현은 ACT1 발현으로 보정하였다. 도 3D는 ERG11 발현이 Sch9 비의존적으로 스테롤 고갈에 의해 유도되는 것을 보여주는 결과이다. qRT-PCR 분석은, 플루코나졸 처리 (10 ㎍/mL, 90분) 또는 비처리 야생향 (WT) 및 sch9Δ 균주로부터 추출한 전체 RNA를 이용하였다. qRT-PCR을 이용한 ERG11 발현 분석은 야생형 (WT) 및 sch9Δ 균주로부터 추출된 전체 RNA 중 ERG11 특이적 프라이머를 이용하여 수행하였다. ERG11 발현 수준은 ACT1 발현으로 보정하였다.
도 4는 HSF1이 온도 상향에 따라 부분적으로 Sch9 의존적 발현감소를 보여주는 결과이다. 도 4A은 HSF1 발현이 온도 상향에 따라 부분적으로 Sch9-의존적인 방식으로 점차 감소한다는 것을 보여주는 결과이다. 25℃에서 대수 증식기(OD600 약 1.0)으로 성장한 야생형(WT) 및 sch9Δ 균주를 37℃ 또는 40℃에서 추가로 배양 한 다음, 표시된 시점에서 전체 RNA를 추출하였다. qRT-PCR을 이용한 유전자 발현 분석은 ACT1 발현으로 HSF1 발현을 보정하였다. 도 4B은 Hsf1 단백질 수준 또한 온도 상승에 따라 부분적으로 Sch9-의존적인 방식으로 감소한다는 것을 보여주는 결과이다. 웨스턴 블랏 분석을 위해, 전체 세포 용해물을 도 4A와 같은 방법으로 배양 한 HSF1:4xFLAG (YSB3160) 및 sch9ΔHSF1:4xFLAG (YSB3338) 균주로부터 분리 하였다. 웨스턴 블럿 멤브레인 (membrane)은 먼저 FLAG 항체와 하이브리드화 되어 개발되었다. 디브로빙 (deprobing) 후, 동일한 멤브레인을 로딩 대조군으로서 β-actin 항체로 재혼성 하였다. Hsf1의 단백질 발현을 β-actin 발현으로 나누어진 값 (Hsf1/β-actin)을 1.0로 보정하여 대조군 (0 시간)에 적용하였다. 도 4C는 Hsf1이 온도 상승에 따른 전기영동 이동상을 나타낸 결과이다. 웨스턴 블랏을 위해 HSF1:4xFLAG 및 sch9ΔHSF1:4xFLAG 균주의 전체 세포 추출물을 사용하였다. 흑색 화살표는 인산화된 Hsf1-4xFLAG 단백질 (P-Hsf1)을 나타내고 흰색 화살표는 탈인산화 된 Hsf1:4xFLAG 단백질 (Hsf1)을 나타낸다. 도 4D는 온도 상승에 의한 Hsf1:4xFLAG의 전기영동 이동상을 나타낸 결과이다. 전체 세포 추출물의 제조를 위해, 25℃에서 대수 증식기 (OD600 약 1.0)로 성장한 HSF1:4xFLAG 균주를 25℃ 또는 37℃에서 30 분간 더 배양 한 다음 표본 추출 하였다. 전체 세포 추출물은 감마 포스페타아제 (λ phosphatase) 및 포스페타아제 (phosphatase) 억제제의 유무에 관계없이 30℃에서 1 시간 동안 항온배양 하였다. 웨스턴 블럿 멤브레인을 FLAG 항체와 하이브리드화시켰다. 도 4F는 HSP90이 Sch9 비의존적으로 온도 상승에 의해 유도되는 것을 보여주는 결과이다. 도 4A에서 사용 된 동일한 RNA를 HSP90 특이적 프라이머를 사용한 qRT-PCR에 사용 하였다. 도 4F는 HSF1의 과발현이 크립토코커스 네오포르만스에서 HSP90의 발현에 영향을 미친다는 것을 보여주는 결과이다. 정량적 RT-PCR의 경우, HSP90 발현 수준은 ACT1 발현으로 보정되었다.
도 5은 HSF1이 크립토코커스 네오포르만스의 생존력에 필요하다는 것을 보여주는 결과이다. 도 5A는 P CTR4 :HSF1 프로모터 대체 균주의 도식적 표현이다. HSF1 유전자의 ATG 개시 코돈 앞에 CTR4 유전자 프로모터 및 NAT 카세트가 삽입된 구조를 도식화 하였다. 도표에 표시된 문자 H는 서던 블롯 분석에 사용 된 HindIII 제한 효소 부위를 나타낸다. 도 5B는 크립토코커스 네오포르만스의 성장에 Hsf1이 필요하다는 것을 보여주는 결과이다. 야생형 균주 (WT) (H99) 및 P CTR4 :HSF1 (YSB2340, YSB2341, YSB2342 및 YSB2343) 균주를 YPD 액체 배지 30℃ 조건으로 에서 16시간 배양하고, 각각 200μM 바소큐프로인다이설포닉 산 (BCS) 또는 25μM CuSO4를 함유하는 YNB 고체 배지에 접종하여 HSF1 발현 유도 또는 환원시켜 생장을 확인하였다. YND 고체 배지에서 30 ℃에서 2 일간 더 배양하고 사진을 촬영하였다. 도 5C는 이배체 크립토코커스 네오포르만스 균주에서 HSF1 유전자 표적 치환 전후의 도식적 표현이다. HSF1 형 DNA 결합 도메인의 기능은 NAT 카세트로 치환되었다. 도 5D는 NAT 카세트만 검출하기 위한 특이적인 프라이며 (ALID2271-ai37 및 ALID2272-ai270)이용하여, 이형 접합체 HSF/hsf1Δ에서만 증폭되는 두 개의 증폭산물을 (각각 2592 및 2452 bp) PCR 분석으로 수행한 결과이다. 도 5E는 이형 접합체 HSF/hsf1Δ로부터 분리된 46개의 자장포자로부터 얻은 7개의 콜로니를 유전자 분리모형을 위한 4 가지 배지 유형에서 성장시킨 결과이다. Nourseothricin에 민감한 모든 자손은 hsf1 :: NAT 결실 균주가 자랄 수 없음을 나타내며, 이는 HSF1 유전자가 크립토코커스 네오포르만스의 생존력에 필수적임을 시사한다.
도 6은 HSF1 과발현이 크립토코커스 네오포르만스의 내열성를 촉진한다는 결과이다. 도 6A는 P H3 :HSF1의 과발현 균주 구축을 위한 도식적 표현이다. 히스톤 H3 유전자의 프로모터 및 NEO 약물 내성 카세트를 함유하는 구조물을 HSF1 유전자의 ATG 개시 코돈 앞에 삽입하였다. 도표에 표시된 문자 K는 서던 블롯 분석에 사용된 KpnI 제한 효소 부위를 나타낸다. 도 6B는 P H3 :HSF1 균주의 확인을 위한 서던 블롯 분석결과이다. 야생형 (WT) (H99) (레인 1), P H3 :HSF1을 포함하는 YSB2200 (레인 2), YSB2201 (레인 3) 및 YSB2202 (레인 4) 균주에서 지놈 DNA를 분리하고 Kpn1으로 절단하여 서든 블랏 분석에 이용하였다. 도 6C는 P H3 :HSF1 균주에서 HSF1의 과발현을 노던 블롯 분석을 통해 확인한 결과이다. 야생형 (WT) 및 P H3 :HSF1 균주 (레인 1 내지 3의 YSB2200, 2201, 및 2202)의 전체 RNA를 노던 블롯 분석에 사용하였다. 멤브레인은 방사성이 표지된 HSF1 특이적 프로브 (B 및 C)와 혼성화시켰다. 도 6D은 HSF1 과발현이 크립토코커스 네오포르만스의 내열성을 증가시킨 다는 결과이다. 야생형 (WT), hog1Δ (YSB64), sch9Δ (YSB619 및 YSB620), 및 P H3 :HSF1 (YSB2200 및 YSB2201) 균주를 YPD 고체 배지에서 성장시켰다. 세포를 지시된 온도에서 3일 동안 배양하고 사진을 촬영하였다. 도 6E은 HSF1 과발현이 sch9Δ 균주의 내열성을 약간 증가 시킨다는 것을 보여주는 결과이다. 야생형 (WT), hog1Δ (YSB64), sch9Δ (YSB619), P H3 :HSF1 (YSB2200, YSB2201 및 YSB2202), 및 sch9Δ P H3 :HSF1 (YSB2269 및 YSB2270) 균주를 YPD 액체 배지 30℃ 조건으로 16 시간 동안 배양하고, 연속 희석시킨 후 (1 내지 104 희석), YPD 고체 배지에 접종, 지시 된 온도에서 4 일 동안 추가 배양 후 사진을 촬영하였다. 도 6F는 HSF1 과발현이 HSP104 발현을 촉진하다는 것을 보여주는 결과이다. 야생형 (WT), P H3 :HSF1 (YSB2200) 및 hsp104Δ (YSB2260) 균주의 전체 RNA를 노던 블롯 분석에 사용 하였다. 멤브레인은 방사성이 표지된 HSP104 특이적 프로브와 혼성화시켰다. 도 6G는 HSF1 과발현이 SSA1 SSA2 발현 수준을 증가시키는 것을 보여주는 결과이다. 정량적 RT-PCR (qRT-PCR)의 경우, SSA1 SSA2 발현은 ACT1 발현으로 보정하였다. 도 6H는 Ssa1이 크립토코커스 네오포르만스 내열성에 중요하다는 것을 보여주는 결과이다. 야행셩 (WT), ssa1Δ (YSB2235) 및 ssa1Δ+SSA1 (YSB4702) 균주를 YPD 액체 배지에서 30℃ 조건으로 16 시간 동안 배양하고, 연속 희석 (1 내지 104 희석)하고, YPD 고체 배지에 접종, 지시 된 온도에서 2 일동안 배양을 사진을 촬영하였다. 수평 백색 선으로 구분된 2 장의 표현형 분석이미지는 동일한 배지에서 분석이 되었다.
도 7은 Hsf1이 산화 스트레스 반응과 적응에 있어서 두 가지 역할을 한다는 것을 보여주는 결과이다. 도 7A는 HSF1 과발현이 SRX1 기본 발현 수준을 감소시킨다는 것을 보여주는 결과이다. 도 7B는 H2O2를 매개로한 SRX1의 발현을 Hsf1이 조절하지 않는다는 것을 보여주는 결과이다. 대수기 (OD600 약 1.0)으로 성장한 야생형 (WT) 및 P H3 :HSF1 (YSB2200, YSB2201) 균주를 2.5 mM H2O2를 함유하는 YPD 배지에서 30분 동안 추가 배양하고, 노던 블롯 분석을 위해 전체 RNA를 추출 하였다. 도 7C는 HSF1 과발현이 산화 스트레스에 대한 감수성을 증가킨다는 것을 보여주는 결과이다. HSF1 (YSB2200 및 YSB2201) 및 sch9Δ P H3 :HSF1 (YSB2269 및 YSB2270) 균주를 YPD 액체 배지에서 30℃ 조건으로 16 시간 동안 배양하고, 연속 희석 (1 내지 104 희석)하고, 지시된 농도의 H2O2, tBOOH 또는 디아미드를 함유하는 YPD 고체 배지에서 접종하였다. 고체 배지를 30℃에서 2 일 동안 배양하고 사진을 촬영하였다. 수평 백색 선으로 구분된 표현형 분석 이미지는 동일한 배지에서 분석이되었다. 도 7D는 HSF1 발현이 과산화 스트레스에 의해 유도된다는 것을 보여주는 결과이다. 30℃에서 대수기 (OD600 약 1.0)으로 성장한 야생형 (WT) 및 sch9Δ (YSB619) 균주를 2.5mM H2O2, 2.5mM 디아미드 또는 0.6mM tBOOH를 함유하는 YPD 액체 배지에서 30 분 동안 추가 배양 하였다. 노던 블랏 분석을 위해 상기의 시약이 처리 된 세포와 처리되지 않은 세포에서 전체 RNA를 추출하였다. 도 7E은 HSF1 과발현이 크립토코커스 네오포르만스의 병독성에 영향을 미치지 않는 다는 것을 보여주는 결과이다. 야행형 (WT) 및 P H3 :HSF1 균주 (YSB2200 및 YSB2201)를 왁스 나방 독성 분석 (wax moth virulence assay)에 사용 하였다. 인산완충생리식염수 (PBS)는 주사를 위한 비감염 대조군으로 사용되었다.
도 8은 Hsf1의 직접 표적 유전자를 염색질 면역침감반응 (Chromatin immunoprecipitation; ChIP) PCR 분석으로 밝혀낸 결과이다. 도 8A는 열 충격 단백질 (HSP78)과 샤페론 유전자 (STI1, SSA1, SSA2KAR2)의 프로모터 영역에서 HSEs의 도식적 표현이다. 서열상의 적색 문자는 보존된 Hsf1 결합 모티프 (nGAAn 또는 nTTCn)를 나타내고 노란색 문자는 보존성이 낮은 Hsf1 결합 모티프를 나타낸다. HSE는 Clustal X2 소프트웨어를 이용하여 각 유전자의 프로모터 부위 서열을 완벽한 유형, 갭 유형 또는 단계 유형 모티프와 정렬시켜 예측하였다. 도 8B는 STI1, SSA1, SSA2, HSP78KAR2가 Hsf1의 직접 표적이라는 결과이다. 정량적 PCR (qRT-PCR)은 3번의 반복실험으로수행 하였다. 도 8C는 Hsf1이 그 자신의 전사를 조절하지 않는다는 것을 보여주는 결과이다.
도 9은 크립토코커스 네오포르만스의 내열성에서 Sch9와 Hsf1의 조절 기전을 제안한 모식도이다. 크립토코커스 네오포르만스 Sch9는 Hsf1 의존성 및 Hsf1 비의존적 방식으로 내열성을 조절한다. 온도 상승에 대한 반응에서 HSF1 전사체의 발현은 부분적으로 Sch9-의존적으로 감소한다. 그러나, 정상생육조건에서 Hsf1의 단백질 발현이 Sch9에 의해 양성적으로 조절되는 것으로 보아, Sch9이 Hsf1 안정성에 관여 할 수 있음을 암시한다. Hsf1은 산화 스트레스 반응과 내열성에 관련된 성장 및 조절에 필요하다. Hsf1은 양성 및 음성 모두 내열성을 조절할 수 있다. Hsf1은 스트레스를 받지 않은 조건에서도 열 충격 단백질 (HSP)의 프로모터 영역 내의 스텝-유형 열충격 요소 (HSE)에 직접 결합하며 이러한 결합은 온도 상승시 현저히 증가한다. Hsf1은 UPR 경로의 하위 유전자로 알려진 KAR2의 발현을 증가시킨다. UPR 경로는 크립토코커스 네오포르만스의 내열성에도 관여한다. 결론적으로, Sch9는 크립토코커스 네오포르만스에서 Hsf1, UPR 경로 및 기타 알려지지 않은 HSP 인자를 조절함으로써 내열성에 관여한다.
도 10은 Hsf1 표적 약물 스크리닝 시스템을 구축하기 위해 Hsf1 염색질 면역 침전 (ChIP)-PCR 분석을 통해 확인 된 SSA1 프로모터 (SSA1pro)와 LacZ 리포터 유전자 시스템을 사용했다. LacZ 유전자를 플라스미드는 pUC19로부터 증폭시키고, SSA1 프로모터 영역은 SSA1 특이적인 프라이머 조합 (B7240/B7241 및 B7197/B7198)을 사용하여 PCR에 의해 크립토코커스 네오포르만스 (게놈 DNA로부터 증폭시켰다. 각 PCR 증폭산물을 플라스미드 pTOP-V2 (Enzynomics)에 클로닝하여 pLacZ 및 pSSA1pro를 제작하였다. 도EcoRV 및 NotI 절단에 의해 pLacZ로부터 LacZ 단편을 단리 및 정제하고 플라스미드 pNEO에 서브 클로닝하여 pNEO-LacZ를 생성시켰다. 10A는 SSA1pro 단편을 분리하고 pSSA1pro를 ApaI 및 NotI 제한 효소로 절단하여 정제하고 플라스미드 pNEO-LacZ에 서브 클로닝하여 pNEO-SSA1pro-LacZ를 생성시킨 모식도이다. 상기 생성물을 바이오리스틱 형질전환법에 의해 야생형 (WT) (H99) 균주에 도입 하였다. NEO 내성 크립토코커스 네오포르만스 균주가 분리되었다. 도 10B는 SSA1 프로모터의 HSE에 대한 Hsf1 결합 활성이 25℃에서 37℃로 온도 변화에 따라 증가하고, 첨가한 지시약 (X-gal)을 더 진한 청색을 나타낸다는 것을 보여준다는 결과이다.
도 11은 크립토코커스 네오포르만스의 온도 조절 전사 인자와 키나아제에이를 정리한 결과이다. 성장 데이터 및 생체 내 독성 데이터는 이전 보고서에서 얻은 것이다. RMS (relative median survival)는 돌연변이 중앙 생존 일을 야생형 중간 생존 일로 나눈 값입니다. 각각의 전사조절인자 또는 키나아제 돌연변이체에 대한 2 개의 독립적인 균주에 대한 RMS 점수는 평균값으로 기술되었다.
STM (signature-tagged mutagensis) 분석은 특이적 염기서열 Tag이 결합된 변이균주를 혼합하여 마우스에 호흡기 감염방법으로 감염시켰다. 일일 시간 후 적출한 폐는 PBS를 이용하여 조직을 용해시키고 클로람페니톨이 포함된 YPD 고체 배지에서 30℃에서 3일 동안 배양 한다. 배지에서 세포를 회수 후 output 지놈 DNA를 추출하였다. Input 지놈 DNA 추출을 위해 특이적 염기서열 Tag이 결합된 변이균주를 혼합하여 YPD 고체 배지에서 30℃에서 3일 동안 배양하고, 배지에서 세포를 회수 후 지놈 DNA를 추출하였다. STM 점수는 input 및 output 지놈 DNA의 델타 Ct (ΔCt)를 비교하는 값의 비율을 의미한다. 각 돌연변이 균주의 STM 점수는 Log22- ΔΔC의 변이를 사용하여 계산되었다.
도 12은 열충격 단백질과 ergosterol 생합성 유전자는 온도 상승에 의해 조절되는 것을 보여주는 결과입니다. 도 12A는 HSP104이 야생형 (WT) 세포와 sch9Δ 세포에서 25℃에서 37℃로 온도를 상승시키면서 유도된다는 것을 보여주는 결과이다. 노던 블롯 분석은 25℃에서 37℃로 온도 상승시 야생형 (WT) (H99) 및 sch9Δ (YSB619) 균주로부터 추출 된 전체 RNA를 사용하여 수행되었다. 각 멤브레인은 방사성이 표지된 HSP104 특이적 프로브와 혼성화 하였다. rRNA의 에티디움 브로마이드 염색은 로딩 대조군으로서 사용되었다. 도 12B는 온도 상승시 ERG11ERG2의 발현이 감소한다는 것을 보여주는 결과이다. 노던 블롯 분석은 25℃에서 37℃로 온도 상승시 야생형 (WT) 및 sch9Δ 균주로부터 추출 된 전체 RNA를 사용하여 수행하였다. 각각의 멤브레인은 방사성이 표지된 ERG11 또는 ERG2 특이적 프로브와 혼성화 되었다.
도 13은 hsp104Δ 변이체의 제작한 결과이다. 도 13A은 hsp104Δ 돌연변이의 제작 계획이다. K는 서던 브랏 분석을위한 KpnI 제한 효소 절단 부위를 나타낸다. 도 13B은 KpnI로 절단된 게놈 DNA 및 HSP104 특이적 프로브를 이용한 서든 블랏 분석에 의해 hsp104Δ 돌연변이체 (각각 YSB2260, YSB2261, YSB2262 및 YSB2263은 1 내지 4로 표지 된)의 정확한 유전형을 확인한 결과이다.
도 14은 극심한 열충격을 제외하고 Hsp104는 다양한 환경 스트레스 반응에 관여하지 않는다는 것을 보여주는 결과이다. 야생형 (WT) (H99) 균주, IΔ (YSB64) 및 hsp104Δ (YSB2260, YSB2261) 균주를 YPD 액체 배지에서 30℃ 조건으로 16 시간 동안 배양하고, 연속 희석 (1 에서 104)하고 시약이 포함된 YPD 고체 배지에서 표현형을 관찰 하였다. 배지를 30℃에서 2 일간 더 배양하고 사진을 촬영하였다. 내열성 시험은 균주를 YPD 고체 배지에접종하여 37℃ 또는 39℃에서 2 일 동안 배양하고 사진을 촬영하였다.
도 15는 HSF1이 온도 상승시 Sch9 의존적으로 하향 조절된다는 것을 보여주는 결과이다. 도 15A는 HSF1 발현 수준이 고온에서 감소한다는 것을 보여주는 결과이다. 도 1에서 사용 된 microarray의 전체 RNA는 Northern blot 분석에 사용되었다. 멤브레인을 방사성이 표지된 HSF1 특이적 프로브와 혼성화시켰다. 도 15B는 30℃에서 대수가 (OD600 약 1.0)으로 자란 야생형 (WT) (H99) 및 sch9Δ (YSB619) 균주를 37℃ 또는 40℃에서 추가로 배양 한 후, 지시 된 시점에서 전체 RNA 추출을 위해 샘플링 하였다. 노던 블롯 멤브레인 (Northern blot membranes)은 방사성이 표지된 HSF1 특정 프로브와 혼성화되었다. rRNA의 에티디움 브로마이드 염색을 로딩 대조군으로 사용하였다.
도 16은 HSP90이 Sch9에 독립적인 방식으로 온도 상승 시에 상향 조절되는 것을 보여주는 결과이다. 30℃에서 대수기 (OD600 약 1.0)으로 배양한 야생형 (WT) (H99) 및 sch9Δ (YSB619) 균주를 40℃에서 추가로 배양 한 다음, 지시 된 시점에서 전체 RNA 추출을 위해 샘플링 하였다. 노던 블롯 멤브레인은 방사성이 표지된 HSP90 특 적 프로브로 혼성화되었다. rRNA의 에티디움 브로마이드 염색을 로딩 대조군으로 사용하였다.
도 17은 P CTR4 :HSF1균주의 서든 블랏 분석 결과이다. 및 HindIII으로 절단된 지노믹 DNA를 HSF1특이적 프로브를 사용한 서던 블롯 분석에 의해 P CTR4 :HSF1균주 (각각 YSB2340, YSB2341, YSB2342 및 YSB2343는 1 내지 4로 표시됨)의 정확한 유전형이 확인 되었다.
도 18은 Ssa1이 도 11은 크립토코커스 네오포르만스의 내열성에 중요하다는 것을 보여주는 결과이다. 야생형 (WT) (H99), ssa1Δ (YSB2235) 및 ssa2Δ (YSB2236 및 YSB2237) 균주를 YPD 배지에서 30 ℃에서 16 시간 동안 배양하고, 연속 희석 (1 내지 104 희석)하고, YPD 한천 배지에 점적하고, 지시된 온도에서 2일 동안 추가 배양하고 사진을 찍었다.
도 19는 연구에서 사용된 크립토코커스 네오포르만스의 목록이다.
도 20은 연구에서 사용된 프라이머 목록이다.
도 21은 크립토코커스 네오포르만스의 온도 상승에 의해 조절되는 샤페론 단백질의 목록이다.
도 22은 크립토코커스 네오포르만스의 온도 상승에 의해 조절되는 열충격 단백질과 샤페론 유사 유전자의 목록이다.
도 23은 크립토코커스 네오포르만스의 온도 상승에 의해 조절되는 에르고스테롤 (ergosterol) 생합성 유전자의 목록이다.
도 24은 크립토코커스 네오포르만스에서 HSF1의 1kb 상위 영역에 있는 HSE의 목록이다.
1 during the temperature riseSCH9 Dependencies andSCH9 It is the overall fragment profile of the independent gene. 1A is a result of gene clustering and functional classification of temperature-regulated genes using KOG (Eukaryotic Orthologous Groups of protein; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/COG/) database. A total of 1831 genes (ANOVA test, P <0.05), whose expression was differentially regulated with increasing temperature, are classified as a description of KOG function. The inserted table of FIG. 1B shows wild type (WT) (H99) andsch9Here is a summary of patterns of gene expression changes in Δ (YSB619) strains. 1CSch9It is the result of functional categories of genes that are differentially regulated by. Compared to wild type (WT) (H99) strainsch9A total of 313 genes with significantly different basal and temperature mediated increase / decrease expression levels in Δ mutants were classified as KOG function descriptions.
Figure 2 is the result of identifying a new temperature control signal transduction pathway in Cryptococcus neoformans. The temperature control pathway of Cryptococcus neoformans by CryptoNet was predicted (http://www.inetbio.org/cryptonet/). Nine transcription factors and 17 kinases were used to elucidate the temperature control signaling pathway. Links between genes for which functional correlations are predicted.
Figure 3 is a result of the heat shock protein (heat shock protein) and ergosterol (ergosterol) biosynthesis gene is regulated by the temperature rise. Figure 3A shows a wild type (WT) strain after raising the temperature from 25 ℃ to 37 ℃sch9In Δ strainHSP104 Gene expression The result shows that it is derived. Gene expression analysis using qRT-PCR was performed with wild-type (WT) (H99) grown at 120 ° C. to 37 ° C. for 120 min.sch9From whole RNA isolated from Δ strainHSP104 It was performed using specific primers.HSP104 Expression levelACT1 Corrected by expression. 3B shows that Hsp104 is required for growth even in extreme high temperature conditions (55 ° C.). Wild Type (WT),hsp104(YSB2261) and hsp104 deficiency repair strains (hsp104Δ +HSP104YSB4689) at 30 ° C. in YPD liquid medium. Incubate for 16 hours, serial dilution (1 to 104 Dilution) and plated on YPD solid medium. YPD solid medium was incubated at 55 ° C. for the indicated time and photographed after further incubation at 30 ° C. for 2 days. Figure 3C is a result showing that the gene expression of ERG11 and ERG2 is reduced by the temperature rise. qRT-PCR showed wild type (WT) and temperature rise from 25 ° C to 37 ° C.sch9This was done using total RNA extracted from Δ strain. For qRT-PCRERG11 AndERG2 Expression isACT1 Corrected by expression. 3DERG11 ManifestationSch9 Results are shown to be induced independently of sterol depletion. qRT-PCR analysis showed fluconazole treatment (10 μg / mL, 90 minutes) or untreated wild flavor (WT) andsch9Total RNA extracted from Δ strain was used. using qRT-PCRERG11Expression analysis was wild type (WT) andsch9Of the total RNA extracted from the Δ strainERG11 It was performed using specific primers.ERG11 Expression levelACT1 Corrected by expression.
4 isHSF1The results show a partial decrease in Sch9 dependent expression as the temperature rises. 4AHSF1Results show that expression decreases gradually in a partially Sch9-dependent manner with increasing temperature. Logarithmic multiplier at OD (OD600 Wild type (WT) grown to about 1.0) andsch9The Δ strain was further incubated at 37 ° C. or 40 ° C. and then total RNA was extracted at the indicated time points. Gene expression analysis using qRT-PCRACT1 By manifestationHSF1 Expression was corrected. 4B shows that Hsf1 protein levels also decrease in a Sch9-dependent manner in part with increasing temperature. For Western blot analysis, whole cell lysates were cultured in the same manner as in FIG. 4A.HSF1: 4xFLAG (YSB3160) and sch9ΔHSF1: 4xFLAG (YSB3338) was isolated from the strain. Western blot membranes were first developed in hybridization with FLAG antibodies. After deprobing, the same membranes were rehybridized with β-actin antibodies as loading controls. Protein expression of Hsf1 was applied to the control (0 hours) by correcting the value divided by β-actin expression (Hsf1 / β-actin) to 1.0. 4C shows the result of the electrophoretic mobile phase of Hsf1 with increasing temperature. For western blotsHSF1: 4xFLAG And sch9ΔHSF1: 4xFLAG Whole cell extract of the strain was used. Black arrows represent phosphorylated Hsf1-4xFLAG protein (P-Hsf1) and white arrows represent dephosphorylated Hsf1: 4xFLAG protein (Hsf1). 4D shows the results of the electrophoretic mobile phase of Hsf1: 4xFLAG due to temperature rise. For the preparation of whole cell extracts, the logarithmic multiplier (OD at 25 ° C.600 I grew up to approximately 1.0)HSF1: 4xFLAG The strain was further incubated for 30 minutes at 25 ℃ or 37 ℃ and then sampled. Whole cell extracts were incubated at 30 ° C. for 1 hour with or without gamma phosphatase and phosphatase inhibitors. Western blot membranes were hybridized with FLAG antibodies. 4FHSP90This is a result showing that the Sch9 is induced independently by the temperature rise. The same RNA used in FIG. 4A was used for qRT-PCR using HSP90 specific primers. 4FHSF1Overexpression in Cryptococcus neoformansHSP90It is a result showing that it affects the expression of. For quantitative RT-PCRHSP90 Expression levelACT1 Corrected by expression.
5 isHSF1The results show that Cryptococcus is necessary for Neoformans' viability. 5A is P CTR4 : HSF1 Schematic representation of a promoter replacement strain.HSF1 The structure in which the CTR4 gene promoter and the NAT cassette were inserted before the ATG start codon of the gene was illustrated. The letter H shown in the diagram was used for Southern blot analysis.HindIII restriction enzyme site. 5B shows the result that Hsf1 is required for the growth of Cryptococcus neoformans. Wild type strain (WT) (H99) and P CTR4 : HSF1  (YSB2340, YSB2341, YSB2342 and YSB2343) strains were incubated for 16 hours at 30 ° C. in YPD liquid medium, and 200 μM vasocuproindaisulfonic acid (BCS) or 25 μM CuSO4Inoculated in YNB solid medium containingHSF1 Growth was confirmed by expression induction or reduction. Incubated for 2 more days at 30 ° C. in YND solid medium and photographed. 5C shows a diploid Cryptococcus neoformans strain.HSF1 Schematic representation before and after gene target substitution. The function of the HSF1 type DNA binding domain was replaced with a NAT cassette. FIG. 5D is a specific primer for detecting only NAT cassettes (ALID2271-ai37 and ALID2272-ai270), heterozygotesHSFOfhsf1Two amplification products (2592 and 2452 bp, respectively) that are only amplified in Δ are the result of PCR analysis. 5E is a heterozygoteHSFOfhsf1Seven colonies from 46 spores isolated from Δ were grown in four media types for the gene isolation model. All progeny sensitive to nourseothricin hsf1 :: NAT Deleting strain indicates that it cannot grow, whichHSF1 It suggests that the gene is essential for the viability of Cryptococcus neoformans.
6HSF1 Overexpression of Cryptococcus neoformans This results in promoting heat resistance. 6A P H3 : HSF1Is a schematic representation for the construction of overexpressed strains. Constructs containing a promoter of the histone H3 gene and a NEO drug resistance cassetteHSF1 The gene was inserted before the ATG start codon. The letter K shown in the plot is used for Southern blot analysis.KpnI restriction enzyme site. 6B is P H3 : HSF1 Southern blot analysis for identification of strains. Wild type (WT) (H99) (lane 1), P H3 : HSF1Genome DNA was isolated from YSB2200 (lane 2), YSB2201 (lane 3), and YSB2202 (lane 4) strains, and digested with Kpn1 and used for Southern blot analysis. 6C is P H3 : HSF1 In strainHSF1This result is confirmed by Northern blot analysis. Wild type (WT) and P H3 : HSF1 Total RNA of strains (YSB2200, 2201, and 2202 of lanes 1 to 3) were used for Northern blot analysis. The membrane is radiolabelledHSF1 Hybridization with specific probes (B and C). 6D isHSF1 Overexpression increases the heat resistance of Cryptococcus neoformans. Wild Type (WT),hog1Δ (YSB64),sch9Δ (YSB619 and YSB620), and P H3 : HSF1 (YSB2200 and YSB2201) strains were grown in YPD solid medium. Cells were incubated for 3 days at the indicated temperature and photographed. 6EHSF1 Overexpressionsch9The results show that the heat resistance of the Δ strain is slightly increased. Wild Type (WT),hog1Δ (YSB64),sch9Δ (YSB619), P H3 : HSF1 (YSB2200, YSB2201 and YSB2202), andsch9Δ P H3 : HSF1 (YSB2269 and YSB2270) strains were incubated for 16 hours at 30 ° C. in YPD liquid medium, and serially diluted (1 to 104Dilution), inoculated in YPD solid medium, and photographed after further incubation for 4 days at the indicated temperature. 6F shows HSF1 overexpressionHSP104 Results show that it promotes expression. Wild type (WT), P H3 : HSF1 (YSB2200) andhsp104Total RNA of Δ (YSB2260) strain was used for Northern blot analysis. The membrane is radiolabelledHSP104 Hybridization with specific probes. 6GHSF1 OverexpressionSSA1 AndSSA2 Results show increasing the expression level. For quantitative RT-PCR (qRT-PCR),SSA1 AndSSA2Expression isACT1 Corrected by expression. 6H shows that Ssa1 is important for Cryptococcus neoformans heat resistance. Nocturnal (WT),ssa1Δ (YSB2235) andssa1Δ +SSA1 (YSB4702) strains were incubated in YPD liquid medium at 30 ° C. for 16 hours and serial dilution (1 to 104 Dilution), and inoculated in YPD solid medium, photographed incubation for 2 days at the indicated temperature. Two phenotypic images separated by horizontal white lines were analyzed on the same medium.
7 shows that Hsf1 plays two roles in oxidative stress response and adaptation. 7AHSF1 OverexpressionSRX1 Results show that it reduces the level of basal expression. 7B is H2O2ViaSRX1Is a result showing that Hsf1 does not regulate the expression of. Log Season (OD600 Wild type (WT) and P grown to about 1.0) H3 : HSF1 (YSB2200, YSB2201) strain was 2.5 mM H2O2Further incubation for 30 minutes in YPD medium containing, and the total RNA was extracted for Northern blot analysis. 7CHSF1 The results show that overexpression increases susceptibility to oxidative stress. HSF1 (YSB2200 and YSB2201) andsch9Δ P H3 : HSF1 (YSB2269 and YSB2270) strains were incubated in YPD liquid medium at 30 ° C. for 16 hours, serial dilution (1 to 104 dilution), and the indicated concentrations of H2O2was inoculated in YPD solid medium containing tBOOH or diamide. Solid medium was incubated at 30 ° C. for 2 days and photographed. Phenotypic images separated by horizontal white lines were analyzed in the same medium. 7DHSF1 Results show that expression is induced by peroxidative stress. Logistics at 30 ℃ (OD600 Wild type (WT) grown to about 1.0) andsch9Δ (YSB619) strain 2.5 mM H2O2Further incubation for 30 minutes in YPD liquid medium containing 2.5 mM diamide or 0.6 mM tBOOH. The total RNA was extracted from cells treated with the reagents and untreated cells for Northern blot analysis. 7EHSF1 The results show that overexpression does not affect the virulence of Cryptococcus neoformans. Nocturnal (WT) and P H3 : HSF1 Strains (YSB2200 and YSB2201) were used for the wax moth virulence assay. Phosphate buffered saline (PBS) was used as an uninfected control for injection.
8 is a result of the chromatin immunoprecipitation (ChIP) PCR analysis of the direct target gene of Hsf1. 8A is a heat shock protein (HSP78) And chaperone gene (STI1,SSA1,SSA2 AndKAR2Is a schematic representation of HSEs in the promoter region. Red letters on the sequence represent conserved Hsf1 binding motifs (nGAAn or nTTCn) and yellow letters represent low conservative Hsf1 binding motifs. HSE predicted by using the Clustal X2 software to align the promoter region sequence of each gene with a complete type, gap type or step type motif. 8BSTI1,SSA1,SSA2,HSP78 AndKAR2Is the direct target of Hsf1. Quantitative PCR (qRT-PCR) was performed in three replicates. 8C is the result showing that Hsf1 does not regulate its own transcription.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a regulation mechanism of Sch9 and Hsf1 in the heat resistance of Cryptococcus neoformans. Cryptococcus neoformans Sch9 modulates heat resistance in an Hsf1 dependent and Hsf1 independent manner. In response to a rise in temperatureHSF1 Expression of the transcript is partially reduced by Sch9-dependent. However, the fact that Hsf1 protein expression is positively regulated by Sch9 under normal growth conditions suggests that Sch9 may be involved in Hsf1 stability. Hsf1 is required for growth and regulation related to oxidative stress response and heat resistance. Hsf1 can regulate both heat resistance, positive and negative. Hsf1 binds directly to the step-type thermal shock element (HSE) in the promoter region of the heat shock protein (HSP) even under unstressed conditions and this binding increases significantly at elevated temperatures. Hsf1 is known as a subgene of the UPR pathwayKAR2To increase the expression. The UPR pathway is also involved in the heat resistance of Cryptococcus neoformans. In conclusion, Sch9 is involved in heat resistance by modulating Hsf1, the UPR pathway, and other unknown HSP factors in Cryptococcus neoformans.
10 confirmed through Hsf1 chromatin immunoprecipitation (ChIP) -PCR analysis to build an Hsf1 target drug screening systemSSA1 Promoter (SSA1pro) andLacZ Reporter gene system was used.LacZ The plasmid was amplified from pUC19,SSA1 The promoter region was amplified from Cryptococcus neoformans (genomic DNA) by PCR using SSA1-specific primer combinations (B7240 / B7241 and B7197 / B7198). Cloning each PCR amplification product to plasmid pTOP-V2 (Enzynomics) PLacZ and pSSA1pro were prepared.EcoRV andNotFrom pLacZ by I cleavageLacZ Fragments were isolated and purified and subcloned into plasmid pNEO to produce pNEO-LacZ. 10A isolates the SSA1pro fragment and removes pSSA1proApaI andNotThis is a schematic diagram of cleavage with I restriction enzyme, purification and subcloning into plasmid pNEO-LacZ to generate pNEO-SSA1pro-LacZ. The product was introduced into the wild type (WT) (H99) strain by bioistic transformation. NEO resistant Cryptococcus neoformans strain was isolated. 10B shows that the Hsf1 binding activity for HSE of the SSA1 promoter increases with temperature change from 25 ° C. to 37 ° C. and shows that the added indicator (X-gal) shows a darker blue.
FIG. 11 shows the results of a summary of temperature control transcription factors and kinases of Cryptococcus neoformans. Growth data and in vivo toxicity data are from previous reports. RMS (relative median survival) is the mutant median survival day divided by the wild-type median survival day. RMS scores for two independent strains for each transcriptional regulator or kinase mutant are described as mean values.
Signature-tagged mutagensis (STM) analysis was carried out by infecting mice with a respiratory infection by mixing mutant strains with specific sequence tag binding. Lungs extracted after one day are lysed with PBS and incubated for 3 days at 30 ° C. in YPD solid medium containing chloramphenitol. After recovering the cells in the medium, the output genome DNA was extracted. In order to extract the input genome DNA, the mutant strains bound to the specific nucleotide sequence tag were mixed and incubated in YPD solid medium at 30 ° C. for 3 days, and cells were recovered from the medium and genome DNA was extracted. STM score refers to the ratio of values comparing delta Ct (ΔCt) of input and output genome DNA. STM score for each mutant strain is Log22- ΔΔCIt was calculated using the mutation of.
Figure 12 shows that the heat shock protein and ergosterol biosynthesis genes are regulated by temperature rise. 12AHSP104With these wild type (WT) cellssch9The results show that the cells are induced by increasing the temperature from 25 ℃ to 37 ℃ in Δ cells. Northern blot analysis showed wild type (WT) (H99) and temperature rise from 25 ° C to 37 ° C.sch9Performed using total RNA extracted from Δ (YSB619) strain. Each membrane is radiolabelledHSP104 Hybridization with specific probes. Ethidium bromide staining of rRNA was used as loading control. 12B shows the temperature riseERG11andERG2It is a result showing that the expression of is reduced. Northern blot analysis showed wild type (WT) and temperature rises from 25 ° C to 37 ° C.sch9Performed using total RNA extracted from Δ strain. Each membrane is radiolabelledERG11 orERG2 Hybridization with specific probes.
13 ishsp104The result of the preparation of the Δ variant. Figure 13Ahsp104Scheme of production of Δ mutations. K for Southern Brat AnalysisKpnI restriction enzyme cleavage site. Figure 13BKpnGenomic DNA digested with I andHSP104 By Southern blot analysis using specific probeshsp104This is the result of confirming the correct genotype of the Δ mutants (YSB2260, YSB2261, YSB2262 and YSB2263, respectively, labeled 1-4).
14 except for extreme thermal shockHsp104The results show that they are not involved in various environmental stress responses. Wild type (WT) (H99) strain, IΔ (YSB64) andhsp104Δ (YSB2260, YSB2261) strains were incubated for 16 hours at 30 ° C. in YPD liquid medium and serial dilution (1 to 104And the phenotype was observed in YPD solid medium containing reagents. The medium was further incubated at 30 ° C. for 2 days and photographed. The heat resistance test was inoculated with the strain to YPD solid medium incubated for 2 days at 37 ℃ or 39 ℃ and photographed.
15 isHSF1The results show that this temperature is down-regulated depending on the Sch9. Figure 15AHSF1 Results show that expression levels decrease at high temperatures. Total RNA of the microarray used in Figure 1 was used for Northern blot analysis. Radioactively labeled membraneHSF1 Hybridization with specific probes. 15B shows the logarithmic (OD at 30 ° C.600 Wild type (WT) (H99) grown to about 1.0) andsch9Δ (YSB619) strains were further incubated at 37 ° C. or 40 ° C. and then sampled for total RNA extraction at the indicated time points. Northern blot membranes are radiolabelledHSF1 Hybridization with specific probes. Ethidium bromide staining of rRNA was used as a loading control.
16 isHSP90This results in an upregulation upon temperature rise in a manner independent of Sch9. Logistics at 30 ℃ (OD600 Wild type (WT) (H99) incubated with about 1.0) andsch9Δ (YSB619) strains were further incubated at 40 ° C. and then sampled for total RNA extraction at the indicated time points. Northern blot membranes are radiolabelledHSP90 Hybridization with specific probes. Ethidium bromide staining of rRNA was used as a loading control.
17 is P CTR4 : HSF1Southern blot analysis of the strain. AndHindGenomic DNA cleaved with IIIHSF1P by Southern blot analysis using specific probes CTR4 : HSF1The exact genotype of the strains (YSB2340, YSB2341, YSB2342 and YSB2343, respectively, represented by 1 to 4) was confirmed.
FIG. 18 shows that Ssa1 is important for the heat resistance of Cryptococcus neoformans of FIG. 11. Wild type (WT) (H99), ssa1Δ (YSB2235) and ssa2Δ (YSB2236 and YSB2237) strains were incubated for 16 hours at 30 ° C. in YPD medium, and serially diluted (1 to 10)4 Dilution), and drip into YPD agar medium, Further incubation for 2 days at the indicated temperature and photographed.
19 is a list of Cryptococcus neoformans used in the study.
20 is a list of primers used in the study.
21 is Cryptococcus is a list of chaperone proteins regulated by an elevated temperature of neoformans.
FIG. 22 is a list of heat shock proteins and chaperone-like genes controlled by elevated temperature of Cryptococcus neoformans.
FIG. 23 is a list of ergosterol biosynthesis genes regulated by elevated temperature of Cryptococcus neoformans.
FIG. 24 is a view of Cryptococcus neoformansHSF1A list of HSEs in the 1kb upper region of.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention. .

균주 및 배양 조건Strains and Culture Conditions

본 실시예에서 사용 된 균주 및 프라이머는 도 19 및 도 20에 나타나있다. 별도의 표시가 없으면 이스트 효모추출물-펩톤-덱스트로오스 (YPD) 배지에서 배양되었다. 25 μM CuSO4 또는 200 μM 바토크로신디술폰산 (bathocuproinedisulfonic acid; BCS)을 함유하는 효모 질소 염기 (YNB) 배지를 사용하여 P CTR4 :HSF1 균주에서 HSF1 발현을 감소시키거나 유도하였다. 2배체의 크립토코커스 네오포르만스 균주 AI187 (ade2/ADE2, ura5/URA5 및 MATa/MATα)을 이형 접합체 HSF1/hsf1 돌연변이를 제조하기 위한 모균주로 사용 하였다. 이 균주는 반대 교미 유형의 2개의 일배체 영양 요구체의 융합을 통해 생성되고 YPD 고체 배지에서 유지되었다.The strains and primers used in this example are shown in FIGS. 19 and 20. Unless otherwise indicated, the cells were cultured in yeast extract-peptone-dextrose (YPD) medium. Yeast nitrogen base (YNB) medium containing 25 μM CuSO 4 or 200 μM bathocuproinedisulfonic acid (BCS) was used to reduce or induce HSF1 expression in P CTR4 : HSF1 strain. Diploid Cryptococcus neoformans strain AI187 (ade2 / ADE2, ura5 / URA5 and MAT a / MATα) was used as parent strain to prepare heterozygous HSF1 / hsf1 mutations. This strain was produced through the fusion of two haploid nutritive elements of opposite mating type and maintained in YPD solid medium.

Total RNA 분리 및 DNA 마이크로어레이의 분석Total RNA Isolation and DNA Microarray Analysis

DNA 마이크로어레이 분석을 위해, 전체 RNA를 다음과 같이 추출 하였다 : 야생형 (WT) (H99), sch9Δ, ire1Δ 및 hxl1Δ 돌연변이 균주를 50 mL YPD 액체 배지에서 30℃ 조건으로 16 시간 배양했다. 그 후, 5 mL의 overnight한 배양액을 100 mL의 신선한 YPD 액체 배지로 접종하고, 600 nm에서 흡광도 (OD)가 대략 1.0에 이를 때까지 (OD600 = 1.0) 25℃에서 5-6시간 더 배양했다. 0시간 샘플링을 위해, 100 mL 배양물 중 50 mL를 채취 하였다. 나머지 50 mL의 배양 배지를 원심 분리에 의해 펠렛화하고, 상등액을 버렸다. 예열 된 (37℃ 또는 40℃) 신선한 YPD 액체 배지를 나머지 펠렛에 첨가하고 37℃ 또는 40℃에서 30 분 동안 추가 배양 하였다. 이어서, 배양액을 원심 분리에 의해 펠렛화 하고 액체 질소에서 동결시키고 16 시간 동안 동결 건조시켰다. DNA 마이크로어레이를 위한 생물학적 복제물로서, 각각의 균주에 대한 3개의 독립적인 시료들을 전체 RNA 추출 위해 제조하였다. 앞서 설명한대로 RiboEx 시약 (Geneall Biotechnology)으로 전체 RNA를 추출하였다. 대조군으로서, 야생형 및 돌연변이 세포로부터 제조 된 전체 RNA를 모았다 (풀링 된 기준 RNA).For DNA microarray analysis, total RNA was extracted as follows: wild type (WT) ( H99 ), sch9 Δ, ire1 Δ and hxl1 Δ mutant strains were incubated for 16 hours at 30 ° C. in 50 mL YPD liquid medium. Thereafter, 5 mL of overnight culture was inoculated with 100 mL of fresh YPD liquid medium and incubated for 5-6 hours at 25 ° C. until absorbance (OD) reached approximately 1.0 at 600 nm (OD 600 = 1.0). did. For 0 hour sampling, 50 mL of 100 mL culture was taken. The remaining 50 mL of culture medium was pelleted by centrifugation and the supernatant was discarded. Preheated (37 ° C. or 40 ° C.) fresh YPD liquid medium was added to the remaining pellets and further incubated at 37 ° C. or 40 ° C. for 30 minutes. The culture was then pelleted by centrifugation, frozen in liquid nitrogen and lyophilized for 16 hours. As biological replicates for DNA microarrays, three independent samples for each strain were prepared for total RNA extraction. Total RNA was extracted with RiboEx reagent (Geneall Biotechnology) as described above. As a control, total RNA prepared from wild type and mutant cells was pooled (pooled reference RNA).

구성 성분 HSF1 과발현 균주를 이용한 DNA 마이크로어레이 분석을 위해, 전체 RNA를 다음과 같이 추출 하였다 : 야생형 (WT) (H99) 및 구성 성분 HSF1 과발현 균주 (P H3 :HSF1, YSB2200)를 YPD 액체 배지에서30℃ 조건으로 16 시간 동안 배양되었다. 5 mL의 상기 배양액을 95 mL의 신선한 YPD 액체 배지에 재접종 하였다. 600 nm에서 흡광도 (OD)가 대략 1.0에 이를 때까지 (OD600 = 1.0) 배양액을 30℃에서 추가로 배양 하였다. 배양액을 즉시 원심 분리하고, 액체 질소에서 동결시키고 16 시간동안 동결 건조시켰다. DNA 마이크로어레이를 위한 생물학적 복제물로서, 각각의 균주에 대한 3개의 독립적인 시료들을 전체 RNA 추출을 위해 제조하였다. 앞서 설명한대로 easy-BLUE 시약 (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)을 사용하여 전체 RNA를 준비했다. 대조군으로, 야생형 및 HSF1 과발현 균주로부터 제조된 전체 RNA를 모았다 (모아진 기준 RNA).For DNA microarray analysis using constituent HSF1 overexpressing strains, total RNA was extracted as follows: wild type (WT) (H99) and constituent HSF1 overexpressing strains (P H3 : HSF1 , YSB2200) in YPD liquid medium30 Incubated for 16 hours at ℃. 5 mL of this culture was reinoculated into 95 mL of fresh YPD liquid medium. At 600 nm, absorbance (OD) reaches approximately 1.0 (OD 600 = 1.0) The culture was further incubated at 30 ° C. The culture was immediately centrifuged, frozen in liquid nitrogen and lyophilized for 16 hours. As biological replicates for DNA microarrays, three independent samples for each strain were prepared for total RNA extraction. Total RNA was prepared using easy-BLUE reagents (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) as described previously. As a control, total RNA prepared from wild type and HSF1 overexpressing strains was collected (gathered reference RNA).

cDNA 합성을 위해 전체 RNA 농도를 DEPC 처리 된 물로 1㎍/㎕로 조절하였고, 전체 RNA 15㎕를 사용하였다. 상기 cDNA는 역전사 효소 (Fermentas)를 사용하여 합성하고 Cy5/Cy3 표지제 (Amersham)로 표지 하였다. DNA 마이크로어레이 분석을 위해 7,946 개의 프로브 (Duke University, NC, USA)를 포함하는 크립토코커스 네오포르만스 항원형 D 70-mer 마이크로 어레이 슬라이드를 사용했다. 야생형 균주에서 총 6,980 개의 유전자 중, 6,302 개의 유전자가 blast 검색을 통해 e값이 1e- 6 (90% 적용 범위) 범위로 JEC21 유전자 칩에서 6,756 개의 스팟 (단일 유전자에 대한 다중 스팟 포함)과 일치한다. 항원형 A 유전자 서열을 사용하여 각 S. cerevisiae 유전자 이름 또는 ID를 blast 조사 (e값 범위: e- 6)에 의해 밝혀졌다. 3개의 독립적인 생물학적 복제를 갖는 3개의 독립적 인 DNA 마이크 어레이가 수행되었다. 혼성화 및 세척 후, 마이크로 어레이 슬라이드를 GenePix Pro 소프트웨어 (버전 4.0)를 사용하여 GenePix 4000B 스캐너 (Axon Instrument)로 스캐닝하고 Acuity 소프트웨어 (버전 4.0) 및 GenePix 어레이 목록 (Gal) 파일 (http://genome.wustl.edu/activity/ma/cneoformans)로 분석하였다. 계층적 및 통계적 분석을 위해 GenePix 소프트웨어에서 전송된 데이터는 LOWESS 표준화, 신뢰할 수 있는 유전자 필터링 (95% 필터링), 계층적 클러스터링, 제로 변환, ANOVA 분석 (P <0.05) 및 Microsoft Excel 소프트웨어 (Microsoft)를 사용하여 Acuity 소프트웨어를 사용하여 분석되었다 .For cDNA synthesis, total RNA concentration was adjusted to 1 μg / μl with DEPC treated water and 15 μl total RNA was used. The cDNA was synthesized using reverse transcriptase (Fermentas) and labeled with Cy5 / Cy3 labeling agent (Amersham). Cryptococcus neoformans antigen type D 70-mer microarray slides containing 7,946 probes (Duke University, NC, USA) were used for DNA microarray analysis. Of the 6,980 genes in the wild-type strain, 6,302 genes were matched to 6,756 spots (including multiple spots for a single gene) on the JEC21 gene chip, with e-values ranging from 1e - 6 (90% coverage) through blast search. Each S. cerevisiae gene name or ID was identified by blast irradiation (e value range: e - 6 ) using the antigenic A gene sequence. Three independent DNA microphone arrays with three independent biological replicates were performed. After hybridization and washing, the microarray slides were scanned with a GenePix 4000B scanner (Axon Instrument) using GenePix Pro software (version 4.0), and the Acuity software (version 4.0) and GenePix array list (Gal) files ( http : // genome. wustl.edu/activity/ma/cneoformans ). Data sent from GenePix software for hierarchical and statistical analysis uses LOWESS standardization, reliable gene filtering (95% filtering), hierarchical clustering, zero transformation, ANOVA analysis (P <0.05), and Microsoft Excel software (Microsoft). Were analyzed using Acuity software.

hsp104, ssa1, ssa2, hsp104+HSP104 및 ssa1+SSA1 균주의 제작Construction of hsp104, ssa1, ssa2, hsp104 + HSP104 and ssa1 + SSA1 strains

HSP104 유전자 (CNAG_07347)는 독창적인 약제 내성 유전자 마커가 포함 된 DNA 조각으로 오픈 리딩 프레임을 상동 치환함으로써 다음과 같이 파괴되었다. HSP104 유전자의 5-말단 및 3-말단 인접 영역의 증폭에 사용된 프라이머 쌍은 각각 B5125/B5126 및 B5127/B5128 이었다. NAT STM#125 우성 마커는 HSP104 결손에 대한 프라이머 쌍인 M13Fe/M13Re로 증폭되었다. 연속적인 단편을 생성하는 두 번째 PCR의 경우, hsp104Δ::NAT 구조는 B5125/B5128 프라이머 쌍을 사용하여 증폭되었고, 세 개의 겔은 첫 번째 라운드 PCR의 DNA 단편을 주형으로 추출했다. 크립토코커스 네오포르만스 항원형 A MATα 균주 (H99)를 결실 대립 유전자로 생물학적으로 형질 전환시켰다. 원하는 hsp104Δ 변이체를 확인하기 위해, 프라이머 쌍 B79/B5124를 사용하여 PCR을 수행하고, 프라이머 쌍 B5125/B5129를 갖는 유전자 특이적 프로브를 사용하여 서던 블롯 분석을 수행 하였다. The HSP104 gene (CNAG_07347) was destroyed by homologous replacement of the open reading frame with a DNA fragment containing a unique drug resistance gene marker. Primer pairs used for amplification of the 5-terminal and 3-terminal contiguous regions of the HSP104 gene were B5125 / B5126 and B5127 / B5128, respectively. NAT STM # 125 dominant marker was amplified with M13Fe / M13Re, a primer pair for HSP104 deletion. For the second PCR producing a continuous fragment, the hsp104 Δ :: NAT structure was amplified using the B5125 / B5128 primer pair, and three gels extracted the DNA fragment of the first round PCR into the template. Cryptococcus neoformans antigen type A MATα strain (H99) was biologically transformed with a deletion allele. To identify the desired hsp104 Δ variant, PCR was performed using primer pair B79 / B5124 and Southern blot analysis was performed using gene specific probes with primer pair B5125 / B5129.

SSA1 유전자 (CNAG_01727)는 HSP104와 동일한 접근법을 사용하여 분열시켰다. 제 1 라운드 PCR의 경우, SSA1 유전자의 5-말단 및 3-말단 인접 영역의 증폭에 사용된 프라이머 쌍은 각각 B5135/B5136 및 B5137/B5138 이었다. NAT STM#169 도미넌트 마커를 프라이머 쌍 M13Fe/M13Re로 증폭시켰다. 중첩 PCR을 위해, ssa1Δ 대립 유전자는 제 1라운드 PCR로부터의 3가지 겔 추출 DNA 단편상의 B5135/B5138 프라이머 쌍을 사용하여 증폭시켰다. 크립토코커스 네오포르만스 야생형 균주는 결실 대립 유전자로 생물학적으로 형질 전환되었다. 원하는 ssa1Δ 변이체를 확인하기 위해, 프라이머 쌍 B79/B5139를 이용한 PCR 및 프라이머 쌍 B5135/B5140으로 증폭된 유전자 특이적 프로브를 이용하여 서던 블롯 분석을 수행 하였다. SSA1 The gene (CNAG — 01727) was cleaved using the same approach as HSP104 . For first round PCR, SSA1 Primer pairs used for amplification of the 5-terminal and 3-terminal contiguous regions of the gene were B5135 / B5136 and B5137 / B5138, respectively. NAT STM # 169 dominant markers were amplified with primer pair M13Fe / M13Re. For nested PCR, the ssa1 Δ allele was amplified using B5135 / B5138 primer pairs on three gel extracted DNA fragments from the first round PCR. Cryptococcus neoformans wild type strains were biologically transformed with a deletion allele. To identify the desired ssa1 Δ variant, Southern blot analysis was performed using PCR using primer pair B79 / B5139 and gene specific probes amplified with primer pair B5135 / B5140.

SSA2 유전자 (CNAG_01750)는 다음과 같이 결손되었다. 제 1 라운드 PCR의 경우, SSA2 유전자의 5-말단 및 3-말단 인접 영역의 증폭에 사용 된 프라이머 쌍은 각각 B5219/B5220 및 B5221/B5222였다. NAT STM#177 우성 마커를 프라이머 쌍 M13Fe/M13Re로 증폭시켰다. 중첩 PCR의 두 번째 라운드 동안, ssa2Δ 구조물은 B5219/B5222 프라이머 쌍을 사용하고 제 1 라운드 PCR로부터 3 개의 겔 추출 된 DNA 단편을 사용하여 증폭시켰다. 크립토코커스 네오포르만스 야생형 균주는 결실 대립 유전자로 생물학적으로 형질 전환되었다. 원하는 ssa2Δ 변이체를 확인하기 위해 프라이머 쌍 B79/B5223을 이용한 PCR 및 프라이머 쌍 B5219/B5224로 증폭 된 유전자 특이적 프로브를 이용하여 서던 블롯 분석을 수행 하였다. The SSA2 gene (CNAG — 01750) was deleted as follows. For the first round PCR, the primer pairs used for amplification of 5- and 3-terminal contiguous regions of the SSA2 gene were B5219 / B5220 and B5221 / B5222, respectively. NAT STM # 177 dominant markers were amplified with primer pair M13Fe / M13Re. During the second round of nested PCR, the ssa2Δ construct was amplified using B5219 / B5222 primer pairs and three gel extracted DNA fragments from the first round PCR. Cryptococcus neoformans wild type strains were biologically transformed with a deletion allele. Southern blot analysis was performed using PCR using primer pair B79 / B5223 and gene specific probes amplified with primer pair B5219 / B5224 to identify the desired ssa2 Δ variant.

HSP104Δ 돌연변이체를 야생형 HSP104 유전자로 보완하기 위해, HSP104 (CNAG_07437)는 B7785/B8001 및 B8002/B8003 프라이머 쌍을 각각 갖는 두 개의 단편 F1 및 F2에 의해 PCR 증폭되었다. 각 단편을 TOPCLoner TA 벡터에 클로닝하여 pHSP104-F1 및 pHSP104-F2를 만들고 시퀀싱으로 확인하였다. StuI 및 XbaI으로 전달된 HSP104-F2를 pHSP104-F1에 클로닝하여 pHSP104를 제작하였다. XhoI 및 XbaI 절단된된 HSP104를 pJAF12에 클로닝하여 pJAF12-HSP104를 제작하였다. 플라스미드 pJAF12-HSP104를 NsiI으로 선형화시키고, 생물학적 변형에 의해 hsp104Δ (YSB2261) 균주에 도입시켰다. HSP104의 이소성 삽입은 프라이머 쌍 B7789/B8001을 이용한 PCR에 의해 확인되었다. To complement the HSP104 Δ mutant with the wild type HSP104 gene, HSP104 (CNAG_07437) was PCR amplified by two fragments F1 and F2 with B7785 / B8001 and B8002 / B8003 primer pairs, respectively. Each fragment was cloned into a TOPCLoner TA vector to make pHSP104-F1 and pHSP104-F2 and confirmed by sequencing. HSP104-F2 delivered to Stu I and Xba I was cloned into pHSP104-F1 to prepare pHSP104. PJAF12-HSP104 was constructed by cloning Xho I and Xba I cleaved HSP104 into pJAF12. Plasmid pJAF12-HSP104 was linearized with Nsi I and introduced into hsp104 Δ (YSB2261) strain by biological modification. Ectopic insertion of HSP104 has been confirmed by PCR using the primer pair of B7789 / B8001.

야생형 SSA1 유전자로 ssa1Δ 변이체를 보완하기 위해, SSA1 (CNAG_01727)을 B7778/B8004 및 B8005/B8006 프라이머 쌍을 이용하여 각각 단편 F1 및 F2로 PCR 증폭시켰다. 각 단편을 TOPCLoner TA 벡터에 클로닝하여 pSSA1-F1 및 pSSA1-F2를 구축하고 시퀀싱으로 확인 하였다. XhoI 및 XbaI으로 절단된 SSA1-F2를 pSSA1-F1에 클로닝하여 pSSA1을 제작하였다. KpnI 및 NotI으로 절단된 SSA1을 pJAF12에 클로닝하여 pJAF12-SSA1을 제작하였다. 플라스미드 pJAF12-SSA1을 NsiI으로 절단하여 선형화시키고, 바이오리스틱 형질전환법 (biolistic transformation)에 의해 ssa1Δ (YSB2235) 균주에 도입시켰다. SSA1의 이소성 삽입은 프라이머 쌍 B7783/B8004를 이용한 PCR에 의해 확인되었다.To complement the ssa1 Δ variant with the wild type SSA1 gene, SSA1 (CNAG — 01727) was PCR amplified with fragments F1 and F2 using B7778 / B8004 and B8005 / B8006 primer pairs, respectively. Each fragment was cloned into a TOPCLoner TA vector to construct pSSA1-F1 and pSSA1-F2 and confirmed by sequencing. PSSA1 was constructed by cloning SSA1-F2 digested with Xho I and Xba I to pSSA1-F1. By cloning the SSA1 cut with Kpn I and Not I to prepare a pJAF12 pJAF12-SSA1. Plasmid pJAF12-SSA1 was cleaved with Nsi I and linearized and introduced into ssa1 Δ (YSB2235) strain by biolistic transformation. Ectopic insertion of SSA1 was confirmed by PCR using primer pair B7783 / B8004.

PP CTR4CTR4 :: HSF1HSF1 프로모터 대체 균주의 제작 Construction of Promoter Alternative Strains

HSF1 (CNAG_07460)에 대한 프로모터 대체 균주는 CTR4의 프로모터를 사용하여 다음과 같이 제작하였다. PCR의 첫 라운드로서, 5-말단 인접 영역 [ATG 개시 코돈 (+1 내지 +3)에 비해 -756 내지 -1의 영역에 걸친 HSF1 프로모터 영역] 및 3-말단 인접 영역 (HSF1 유전자, +1 내지 +971)을 프라이머 쌍 B1892/B5190 및 B5193/B5145로 각각 증폭시켰다. 결합 된 NAT-CTR4 프로모터 DNA는 두 개의 프라이머 B354 및 B355를 사용하여 PCR로 증폭시켰다. 중첩 PCR의 두 번째 라운드 동안 P CTR4 :HSF1 구조는 첫 번째 라운드에서 3개의 젤 추출 DNA 조각에 B1892 및 B5145 프라이머로 증폭되었다. 크립토코커스 네오포르만스 야생형 균주를 결실 대립 유전자로 생물학적으로 형질 전환시켰다. Nourseothricin (100 ug/mL)을 함유한 YPD 고체 배지에서 안정한 형질전환체를 선별 하였다. P CTR4 :HSF1 균주는 스크리닝 PCR 및 프라이머 B5144 및 B5145로 증폭된 HSF1-특이적 프로브을 사용하는 서던 블롯 분석에 의해 확인하였다.Promoter replacement strain for HSF1 (CNAG_07460) was constructed as follows using a promoter of CTR4. As the first round of PCR, the 5-terminal contiguous regions (HSF1 promoter region spanning the region -756 to -1 compared to the ATG start codons (+1 to +3)) and 3-terminal contiguous regions (HSF1 gene, +1 to +971) was amplified with primer pairs B1892 / B5190 and B5193 / B5145, respectively. The bound NAT-CTR4 promoter DNA was amplified by PCR using two primers B354 and B355. During the second round of nested PCR, the P CTR4 : HSF1 construct was amplified with B1892 and B5145 primers on three gel extracted DNA fragments in the first round. Cryptococcus neoformans wild type strains were biologically transformed with a deletion allele. Stable transformants were selected in YPD solid medium containing nourseothricin (100 ug / mL). P CTR4 : HSF1 Strains were identified by screening PCR and Southern blot analysis using HSF1-specific probes amplified with primers B5144 and B5145.

구성 성분 HSF1 과발현 균주의 제작Construction of Component HSF1 Overexpressing Strains

구성 성분 HSF1 과발현 균주는 크립토코커스 네오포르만스 항원형 D 형 JEC21 균주의 히스톤 H3 프로모터를 사용하여 제작 하였다. 첫 번째 PCR 동안, ATG 시작 코돈 (+1에서 +3)과 관련하여 -756에서 -1까지의 영역에 걸쳐있는 5-말단 인접 영역 [HSF1 프로모터 영역] 및 3-말단 인접 영역 (HSF1 유전자, +1 내지 +971)을 프라이머 쌍 B1892/B5190 및 B5191/B5145로 각각 증폭시켰다. NEO-H3 프로모터 단편은 프라이머 쌍 B4017/B4018로 증폭시켰다. 오버랩 PCR의 두 번째 라운드 동안, P H3 :HSF1 구조물을 프라이머 쌍 B1892/B5145를 사용하여 증폭시켰다. 크립토코커스 네오포르만스 야생형 균주를 겔 추출 된 DNA로 생물학적으로 형질 전환시켰다. 형질전환체를 G418 (50 ㎍/mL)을 포함하는 YPD 배지에서 선별하였다. P H3 :HSF1 균주는 PCR 및 프라이머 B5144 및 B5145로 증폭 된 HSF1-특이적 프로브을 사용하는 서던 블롯 분석에 의해 확인되었다. P H3 :HSF1 주에서의 HSF1 발현 수준은 프라이머 B5067 및 B5068을 사용하여 PCR로 증폭 된 HSF1-특이적 프로브을 사용하여 노던 블롯 분석에 의해 측정 하였다.Component HSF1 overexpressing strains were prepared using histone H3 promoter of Cryptococcus neoformans antigen type D JEC21 strain. During the first PCR, 5-terminal contiguous regions [HSF1 promoter region] and 3-terminal contiguous regions (HSF1 gene, +, spanning from -756 to -1 with respect to ATG start codons (+1 to +3) 1 to +971) were amplified with primer pairs B1892 / B5190 and B5191 / B5145, respectively. NEO-H3 promoter fragments were amplified with primer pair B4017 / B4018. During the second round of overlap PCR, the P H3 : HSF1 construct was amplified using primer pair B1892 / B5145. Cryptococcus neoformans wild type strains were biologically transformed with gel extracted DNA. Transformants were selected in YPD medium containing G418 (50 μg / mL). P H3 : HSF1 strains were identified by Southern blot analysis using PCR and HSF1- specific probes amplified with primers B5144 and B5145. HSF1 expression levels in P H3 : HSF1 strains were determined by Northern blot analysis using HSF1-specific probes amplified by PCR using primers B5067 and B5068.

HSF1HSF1 :: 4xFLAG4xFLAG 에피토프 태그 된 균주의 제작 Construction of Epitope Tagged Strains

HSF1:4xFLAG 태깅된 균주는 4xFLAG 및 NEO 우성 선택 마커를 함유하는 플라스미드를 사용하여 제작하였다. 첫 번째 라운드 동안, 프라이머 쌍 B5460/B6141 및 B6142/B5740을 사용하여 5-말단 인접 영역 (HSF1의 C 말단 영역) 및 3' 인접 영역 (HSF1 터미네이터 영역)을 증폭시켰다. 4xFLAG - NEO 구성체을 프라이머 쌍 B5431/B1966으로 증폭시켰다. 두 번째 오버랩 PCR에서, HSF1 : 4xFLAG : NEO 구성체은 첫 번째 라운드 PCR에서 추출한 3 개의 겔 추출 DNA 단편으로부터 B5460/B5740 프라이머 쌍을 사용하여 증폭시켰다. 야생형 및 sch9Δ 균주 (YSB619, YSB620)를 구조물로 생물학적으로 형질전환시켰다. 안정한 형질전환체를 G418 (50 ㎍/mL)을 함유하는 YPD 배지에서 선별 하였다. HSF1 : 4xFLAGsch9Δ HSF1:4xFLAG 균주는 진단 PCR 및 서던 블롯 분석에 의해 확인되었다. Hsf1 4xFLAG tag 단백질의 생산은 마우스 (Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA)에서 생산 된 단클론 항-FLAG M2 항체와 염소 항-마우스 IgG-HRP (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA)로 확인하였다. HSF1: 4 × FLAG tagged strains were constructed using plasmids containing 4 × FLAG and NEO dominant selection markers. During the first round, primer pairs B5460 / B6141 and B6142 / B5740 were used to amplify the 5-terminal contiguous region (C-terminal region of HSF1) and 3 'contiguous region (HSF1 terminator region). 4xFLAG - NEO construct was amplified with primer pair B5431 / B1966. In the second overlap PCR, HSF1 : 4xFLAG : NEO Constructs were amplified using B5460 / B5740 primer pairs from three gel extracted DNA fragments extracted in the first round PCR. Wild type and sch9 Δ strains (YSB619, YSB620) were biologically transformed with the construct. Stable transformants were selected in YPD medium containing G418 (50 μg / mL). HSF1 : 4xFLAG and sch9Δ HSF1: 4xFLAG strains were confirmed by diagnostic PCR and Southern blot analysis . Production of the Hsf1 4xFLAG tag protein was performed with monoclonal anti-FLAG M2 antibody and goat anti-mouse IgG-HRP (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA) produced in mice (Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA). Confirmed.

Hsf1 인산화 및 λ 포스파타아제 분석Hsf1 phosphorylation and λ phosphatase assay

HSF1:4xFLAG 균주를 50 mL의 YPD 액체 배지에서 30℃조건으로 16시간동안 하였다. 배양물을 50 mL의의 신선한 YPD 액체 배지에 1/10로 희석하고 OD600이 약 1.0에 도달 할 때까지 25℃에서 배양하였다. 25 mL의 배양액을 25℃에서 배양하고 나머지 25 mL 배양액을 37℃에서 30 분간 배양 하였다. 세포를 원심 분리로 샘플링하고 전체 세포 추출물을 용해 완충액 [50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 0.5 mM EDTA, 0.5% Triton X-100에 프로테아제 억제제 칵테일이 보충 된]로 제조 하였다. 샘플을 PMP 완충액 [50 mM HEPES (pH 7.5), 100 mM NaCl, 2 mM DTT, 0.01% Brij 35, 1 mM MnCl2 및 λ protein phosphatase (New England BioLabs) 400 단위 (인산 가수 분해 효소 억제제 칵테일) 30℃에서 1 시간 동안 배양하였다. 단백질을 8% SDS-PAGE 겔로 분석하고 PVDF 멤브레인 (Bio-Rad)으로 전이시켰다. 멤브레인은 마우스 단클론 FLAG M2 항체 (Sigma)를 사용하여 혼성화 후, 겨자무과산화효소 (horseradish peroxidase)가 결합된 마우스 IgG 항체와 반응시키고 ECL 웨스턴 블롯팅 검출 시약으로 검정 하였다. HSF1: 4xFLAG strain was carried out in 50 mL of YPD liquid medium at 30 ° C. for 16 hours. Cultures were diluted 1/10 in 50 mL of fresh YPD liquid medium and incubated at 25 ° C. until OD 600 reached about 1.0. 25 mL of the culture was incubated at 25 ° C. and the remaining 25 mL of the culture was incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Cells were sampled by centrifugation and whole cell extracts were prepared with lysis buffer [50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 0.5 mM EDTA, 0.5% Triton X-100 supplemented with protease inhibitor cocktails]. Samples were placed in PMP buffer [50 mM HEPES (pH 7.5), 100 mM NaCl, 2 mM DTT, 0.01% Brij 35, 1 mM MnCl2 and λ protein phosphatase (New England BioLabs) 400 units (phosphatase inhibitor cocktail) 30 ° C. Incubated for 1 hour at. Proteins were analyzed on 8% SDS-PAGE gels and transferred to PVDF membranes (Bio-Rad). Membranes were hybridized with mouse monoclonal FLAG M2 antibody (Sigma), then reacted with mouse IgG antibody bound with horseradish peroxidase and assayed with ECL Western blotting detection reagent.

이형 접합체의 HSF1 / hsf1 돌연변이의 구조Structure of HSF1 / hsf1 Mutants in Heterozygous

HSF1 유전자의 표적 치환을 위해, hsf1 :: NAT 구조는 FY834 균주에서 사카로미세스 세레비시에 (S. cerevisiae)의 생체 내 재조합을 통해 NAT 카세트와 융합된 1.5kb 플레이킹 영역으로 구성되었고, Neurospora crassa 및 크립토코커스 네오포르만스에서 유전자 교체 구조를 생성하는 데 사용되는 높은 처리량 전략인 세 가지 DNA 단편을 플라스미드 pRS426과 결합했다. 크립토코커스 네오포르만스 KN99α 게놈 DNA의 프라이머 ALID2267-ALID-2268 및 ALID2269-ALID2270을 사용하여 HSF1 5-말단 및 3-말단 인접 영역을 증폭 시켰으며, NAT 카세트를 프라이머 ai006-ai290을 갖는 플라스미드 pAI3에서 증폭시켰다. 프라이머는 전체 HSF 형 DNA 결합 도메인을 포함하여 HSF1 유전자의 2017 bp 영역을 대체하도록 설계되었다. 제작물은 플라스미드 pRS426에 상동인 프라이머 ALID1229 및 ALID1230을 사용하여 사카로미세스 세레비시에 형질전환체로부터 증폭시켰다. 대체 대립 유전자는 골드 비드에 침전되었고 크립토코커스 네오포르만스 균주 AI187은 생물학적으로 형질 전환되었다. 형질전화체는 YPD + nourseothricin (100 ug / mL)에서 선발되고, 상동 재조합 영역 외부에 위치한 스크리닝 프라이머 (ALID2271 및 ALID2272)와 결합하여 NAT 유전자 (ai37 및 ai270)에 특이적인 프라이머를 사용하여 PCR에 의해 상동 재조합 이벤트에 대해 스크리닝 하였다. 사용된 프라이머는 도 20에 나타내었다. 이형 접합된 균주 HSF1/hsf1Δ를 MS 배지 (Murashige-Skoog medium)에서 배양하여 감수 분열 및 포자를 유도 하였다. 암 조건에서 3 주간 항온 배양 한 후, 혼합 된 개체군의 46 개 단핵구 담자 포자를 YPD 고체 배지에 접종하였다. 상기 콜로니를 30℃에서 3 ~ 4 일 동안 성장시키고, 100 μL의 YPD를 포함하는 96-웰 플레이트로 옮기고 감수 분열 중에 분리하는 4가지 유전 마커[nourseothricin 저항성 (NATR) 또는 감수성 (NATS), ura5/URA5, ade2/ADE2 및 MATa/MATα]를 YPD + nourseothricin (100 μg / mL), YNB + 아데닌 (20 ㎎ / L) 또는 YNB + 우라실 (40 ㎎ / L)에 세포 현탁액 3 ㎕을 넣으면서 시험하였다. 교배형 마커는 아데닌 및 우라실이 보충된 MS 배지상의 반수체 자손을 KN99a 및 KN99α 균주와 교차시키고, 현미경으로 담자체 형성을 평가함으로써 점수를 매겼다. For target substitution of the HSF1 gene, the hsf1 :: NAT structure consisted of a 1.5kb flaking region fused with a NAT cassette via in vivo recombination of S. cerevisiae in the FY834 strain, and the Neurospora crassa And three DNA fragments, plasmid pRS426, a high throughput strategy used to generate gene replacement constructs in Cryptococcus neoformans. HSF1 5-terminal and 3-terminal contiguous regions were amplified using primers ALID2267-ALID-2268 and ALID2269-ALID2270 of Cryptococcus neoformans KN99α genomic DNA, and the NAT cassette was plasmid pAI3 with primer ai006-ai290. Amplified. Primers were designed to replace the 2017 bp region of the HSF1 gene, including the entire HSF type DNA binding domain. The construct was amplified from Saccharomyces cerevisiae transformants using primers ALID1229 and ALID1230 homologous to plasmid pRS426. Alternative alleles were precipitated in the gold beads and Cryptococcus neoformans strain AI187 was biologically transformed. The transformants are selected from YPD + nourseothricin (100 ug / mL), bind to screening primers (ALID2271 and ALID2272) located outside the homologous recombination region, and by PCR using primers specific for the NAT gene (ai37 and ai270). Screening for homologous recombination events. Primers used are shown in FIG. 20. The heterozygous strain HSF1 / hsf1 Δ was cultured in MS medium (Murashige-Skoog medium) to induce meiosis and spores. After incubation for 3 weeks in cancer conditions, 46 monocyte spore spores of the mixed population were inoculated into YPD solid medium. Four genetic markers [nourseothinin resistance (NAT R ) or susceptibility (NAT S ), which grow the colonies for 3-4 days at 30 ° C., transfer to 96-well plates containing 100 μL of YPD and separate during meiosis, ura5 / URA5, ade2 / ADE2 and MAT a / MATα] while adding 3 μl of the cell suspension to YPD + nourseothricin (100 μg / mL), YNB + adenine (20 mg / L) or YNB + uracil (40 mg / L) Tested. The hybrid marker was scored by crossing the haploid progeny on MS medium supplemented with adenine and uracil with the KN99 a and KN99α strains and assessing the carrier formation under a microscope.

Chromatin immunoprecipitation (ChIP) 분석Chromatin immunoprecipitation (ChIP) analysis

HSF1:4xFLAG (YSB3160) 균주를 16 시간동안 배양 후 두 개의 50 mL 배양액에 OD600이 0.2가 되도록 희석 하였다. 세포를 30℃에서 3 시간 동안 배양하였다. 하나의 배양액을 37℃에서, 다른 배양액은 30℃에서 30분간 유지 하였다. 포름알데히드를 최종 비율 1%로 첨가하고 가교 결합을 위해 실온에서 20 분 동안 항온 배양 하였다. 125 mM 글리신을 최종 농도로 첨가하여 실온에서 5 분 동안 배양함으로써 가교 결합을 종료하였다. 세포를 펠렛화하고 10 mL의 125 mM 글리신을 함유하는 인산완충식염수 (PBS)으로 1회 세척 하였다. 세척 된 펠릿을 1 mL ChIP 용해 완충액 (50 mM HEPES-KOH, pH 7.5; 140 mM NaCl; 1% Triton-X 100; 1 mM EDTA)에 재현탁시키고 약 200 ㎕의 산으로 세척된 유리 구슬을 포함하는 비드 비팅 튜브 (bead beating tube)에 옮겼다. Mini Bead Beater 15 (BioSpec)에서 1 분간 교반시키고 1 분 동안 얼음에서 냉각하는 과정을 3번 반복하여 세포를 용해시켰다. 이어서, 용해물을 15 mL 원뿔형 튜브로 옮겨서 칩 용해 완충제 1 mL을 첨가 하였다. 그 후 용해물을 5 번 초음파 처리하여 (30 초 ON/1 분 OFF) DNA를 절단하였다. 이어서, 4℃에서 20,000 x g으로 10 분 동안 원심 분리하여 상등액을 에펜도르프 튜브로 옮기고 다시 한 번 원심 분리하여 용해물을 더 맑게 만들었다. 생성된 상층액은 ChIP 실험에 사용되었다. 상층액에서 30 ㎕를 새 튜브에 분주하여 Whole Cell Extract (WCE)로 명명하고 실험 기간 동안 4℃에서 보관했다. 면역 침강 샘플을 제조하기 위해, 250 ㎕의 용해액을 250 ㎕의 콜드 칩 용해 완충액 및 120 ㎕의 3.6 M NaCl에 첨가 하였다. 이 샘플에 50 uL의 protein A 아가로오스 (Protein A Plus Agarose, Pierce) 비즈를 첨가하고 혼합물을 4℃에서 1시간 동안 반응시키면서 비즈와 비특이적으로 결합하는 단백질을 제거하기 위해 회전시켰다. 이 시간 동안, FLAG beads (EZview Red Anti-FLAG M2 Affinity Gel, Sigma-Aldrich)를 5% 탈지유가 첨가된 PBS에서 1 시간 동안 배양하여 차단시켰다. 아가로오스 비드가 포함 된 용해액을 10,000 x g에서 4℃조건으로 1 분간 원심 분리하고 상층액을 새 튜브로 옮겼다. 비특이적 결합이 블로킹된 FLAG 비드를 칩 용해 완충액으로 3 회 세척 한 다음 100 ㎕로 재현탁 시켰다. 블로킹된 FLAG 비드 슬러리 50 ㎕를 용해물에 첨가하고 회전시키면서 4℃에서 16 시간 동안 배양 하였다. 다음날, 비드를 1 mL ChIP 용해 완충액 중에서 2회, 0.5 M NaCl을 함유하는 1 mL ChIP 용해 완충액 중 1 회, 1 mL ChIP 세척 완충액 (10 mM Tris-HCl, pH 8.0, 0.75 M LiCl; 0.5% NP-40, 1 mM EDTA)로 세척 한 후 1 mL TE에서 2 회 모두 4℃에서 처리 하였다. 면역 침강된 Hsf1-4xFLAG는 ChIP 용출 완충액 (50 mM Tris-HCl, pH 8.0; 10 mM EDTA; 1% SDS) 150 uL을 첨가하여 용출시키고 65℃에서 10 분간 배양 하였다. 그 후, 튜브를 10,000 x g에서 1 분간 원심 분리하고 상청액 125 uL을 새로운 튜브로 옮겼다. 95 ㎕의 ChIP 용출 완충액을 WCE에 첨가 하였다. 이어서 IP 및 WCE 튜브를 포름알데히드 가교 결합을 파괴시키기 위해 65℃에서 16 시간 배양 하였다. 그 다음날, 5 ㎕의 프로테이나제 K (BioLine)를 샘플에 첨가하고 37℃에서 90 분 동안 배양하였다. 샘플은 제조자의 지침 (Qiagen, Hilden, Germany)에 따라 Qiagen PCR 정제 키트를 사용하여 정제하고 물 50 uL에서 용출하였다. HSF1: 4xFLAG (YSB3160) strains were incubated for 16 hours and then diluted in two 50 mL cultures with an OD 600 of 0.2. Cells were incubated at 30 ° C. for 3 hours. One culture was kept at 37 ° C., the other at 30 ° C. for 30 minutes. Formaldehyde was added at a final rate of 1% and incubated for 20 minutes at room temperature for crosslinking. Crosslinking was terminated by adding 125 mM glycine to the final concentration and incubating for 5 minutes at room temperature. The cells were pelleted and washed once with phosphate buffered saline (PBS) containing 10 mL of 125 mM glycine. The washed pellet was resuspended in 1 mL ChIP lysis buffer (50 mM HEPES-KOH, pH 7.5; 140 mM NaCl; 1% Triton-X 100; 1 mM EDTA) and contained glass beads washed with about 200 μl of acid. Transferred to bead beating tube. Cells were lysed by stirring three times in Mini Bead Beater 15 (BioSpec) for 1 min and cooling on ice for 1 min. The lysate was then transferred to a 15 mL conical tube and 1 mL of chip lysis buffer added. The lysates were then sonicated five times (30 sec ON / 1 min OFF) to cleave the DNA. The supernatant was then centrifuged at 20,000 × g at 4 ° C. for 10 minutes to transfer the supernatant to an Eppendorf tube and once again centrifuged to make the lysate clearer. The resulting supernatant was used for the ChIP experiment. 30 μl of the supernatant was aliquoted into new tubes, named Whole Cell Extract (WCE), and stored at 4 ° C. for the duration of the experiment. To prepare immunoprecipitated samples, 250 μl of lysate was added to 250 μl of cold chip lysis buffer and 120 μl of 3.6 M NaCl. 50 uL of Protein A Agarose (Pierce) beads were added to the sample and the mixture was spun at 4 ° C. for 1 hour while spinning to remove proteins that bind non-specifically with the beads. During this time, FLAG beads (EZview Red Anti-FLAG M2 Affinity Gel, Sigma-Aldrich) were blocked by incubating for 1 hour in PBS with 5% skim milk. The lysate containing agarose beads was centrifuged at 10,000 xg for 4 min at 4 ° C and the supernatant was transferred to a new tube. Nonspecific binding blocked FLAG beads were washed three times with chip lysis buffer and then resuspended in 100 μl. Blocked FLAG Bead Slurry 50 Μl was added to the lysate and incubated for 16 h at 4 ° C. with rotation. The next day, the beads were placed twice in 1 mL ChIP lysis buffer, once in 1 mL ChIP lysis buffer containing 0.5 M NaCl, 1 mL ChIP wash buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8.0, 0.75 M LiCl; 0.5% NP -40, 1 mM EDTA) and then treated twice at 4 ℃ in 1 mL TE. Immunoprecipitated Hsf1-4xFLAG was eluted with 150 uL of ChIP elution buffer (50 mM Tris-HCl, pH 8.0; 10 mM EDTA; 1% SDS) and incubated at 65 ° C. for 10 minutes. The tubes were then centrifuged at 10,000 × g for 1 minute and 125 uL of the supernatant was transferred to a new tube. 95 μl of ChIP elution buffer was added to the WCE. The IP and WCE tubes were then incubated at 65 ° C. for 16 hours to break formaldehyde crosslinks. The next day, 5 μl Proteinase K (BioLine) was added to the sample and incubated at 37 ° C. for 90 minutes. Samples were purified using the Qiagen PCR purification kit and eluted in 50 uL of water according to the manufacturer's instructions (Qiagen, Hilden, Germany).

벌집나방 독성 분석Honeycomb Moth Toxicity Analysis

접종을 준비하기 위해 크립토코커스 네오포르만스 야생형 및 P H3 :HSF1 균주 (YSB2200 및 YSB2201)를 YPD 액체 배지에서 30℃조건을로 16 시간 배양하고 PBS로 3 회 세척 한 다음 혈구계수기 (hemocytometer)로 세포 계수를 위해 PBS에 재현탁하였다. 최종 애벌레 단계의 벌집나방 (Galleria mellonella) 유충은 선적일로부터 7 일 이내에 사용되었다 (Vanderhorst Wholesale Inc., St. Marys, OH, USA). 각 그룹 당 체중 200 ~ 300 mg의 벌집나방 애벌레 15 마리를 무작위로 선발하였다. 10 ㎕ 크기의 바늘과 반복 분배기 (PB600-1, 해밀턴)가 갖춘 100 ㎕ 해밀턴 주사기를 사용하여 유충의 말단 프로렉트를 통해 106 세포/mL (4,000 크립토코커스 네오포르만스 세포/유충)의 4 ㎕를 접종했다. PBS를 비감염 대조군으로 주사 하였다. 주사 후, 유충을 가습된 플라스틱 용기의 배양 접시에서 배양하고 매일 관찰하였다. 유충은 만지면 움직임이 없을 때 죽은 것으로 간주되었다. 실험 도중 번데기로 변한 개체는 통계 분석에서 제외되었다. 생존곡선은 GraphPad Prism 6 (GraphPad, San Diego, CA, USA)을 사용하여 계산하였고 Log-rank (Mantel-Cox) 검정으로 통계분석 하였다Cryptococcus neoformans wild type and P H3 : HSF1 to prepare for inoculation Strains (YSB2200 and YSB2201) were incubated for 16 hours at 30 ° C. in YPD liquid medium, washed three times with PBS, and then resuspended in PBS for cell counting with a hemocytometer. Honeycomb moth at the final larval stage ( Galleria mellonella ) Larvae were used within 7 days of shipment (Vanderhorst Wholesale Inc., St. Marys, OH, USA). Fifteen honeycomb moth larvae weighing 200-300 mg in each group were randomly selected. 4 of 10 6 cells / mL (4,000 Cryptococcus neoformans cells / larvae) via terminal protopes of the larvae using a 100 μl Hamilton syringe equipped with a 10 μl needle and repeat dispenser (PB600-1, Hamilton). Μl was inoculated. PBS was injected into the uninfected control. After injection, the larvae were incubated in a culture dish in a humidified plastic container and observed daily. The larvae were considered dead when there was no movement when touched. Individuals who became pupa during the experiment were excluded from statistical analysis. Survival curves were calculated using GraphPad Prism 6 (GraphPad, San Diego, CA, USA) and statistically analyzed by Log-rank (Mantel-Cox) test.

Hsf1-표적 약물 스크리닝 시스템 구축 Hsf1-targeted drug screening system construction

Hsf1-표적 약물 스크리닝 시스템을 구축하기 위해 Hsf1 염색체 면역 침전 (ChIP)-PCR 분석을 통해 확인한 SSA1 프로모터 (SSA1pro)와 LacZ 리포터 유전자 시스템을 이용하였다. LacZ 유전자를 플라스미드 pUC19로부터 증폭시키고 SSA1 프로모터 영역을 프라이머 쌍 B7240/B7241 (서열 번호 2 및 3) 및 B7197 및 B7198 (서열 번호 4 및 5)을 각각 사용하여 PCR에 의해 크립토코커스 네오포르만스의 게놈 DNA로부터 증폭시켰다. 각 PCR 산물을 플라스미드 pTOP-V2 (Enzynomics)에 클로닝하여 pLacZ 및 pSSA1pro를 제작하였다. EcoRV 및 NotI으로 절단을 의해 pLacZ로부터 LacZ 단편을 단리 및 정제하고 플라스미드 pNEO에 서브 클로닝하여 pNEO-LacZ를 생성시켰다. SSA1pro 단편을 분리하고 pSSA1pro를 ApaI 및 NotI으로 절단하여 정제하고 pNEO-SSA1pro-LacZ (서열 번호 1)를 생성하기 위해 플라스미드 pNEO-LacZ에 서브 클로닝 하였다. 그 다음, 생성물을 바이오리스틱 형질전환법에 의해 야생형 균주에 도입 하였다. NEO 내성 크립토코커스 네오포르만스 균주가 분리되었다.To construct the Hsf1-target drug screening system, the SSA1 promoter ( SSA1 pro) and LacZ reporter gene systems identified by Hsf1 chromosome immunoprecipitation (ChIP) -PCR analysis were used. The LacZ gene was amplified from plasmid pUC19 and the SSA1 promoter region was genome of Cryptococcus neoformans by PCR using primer pairs B7240 / B7241 (SEQ ID NOs: 2 and 3) and B7197 and B7198 (SEQ ID NOs: 4 and 5), respectively. Amplified from DNA. Each PCR product was cloned into plasmid pTOP-V2 (Enzynomics) to prepare pLacZ and pSSA1pro. LacZ fragments were isolated and purified from pLacZ by cleavage with Eco RV and Not I and subcloned into plasmid pNEO to generate pNEO-LacZ. SSA1 pro fragments were isolated and pSSA1pro was digested with Apa I and Not I to purify and subcloned into plasmid pNEO-LacZ to generate pNEO-SSA1pro-LacZ (SEQ ID NO: 1). The product was then introduced into wild type strains by bioistic transformation. NEO resistant Cryptococcus neoformans strain was isolated.

실시예Example 1.  One. 크립토코커스Cryptococcus 네오포르만스에서In Neoformans Sch9Sch9 -의존 내열성 -Dependent heat resistance 레굴런Regulen ( ( regulonregulon )을 밝히기 위한 To reveal 전사체Transcript 분석 analysis

크립토코커스 네오포르만스에서 Sch9 매개 내열성 신호 메카니즘을 밝히기 위해 DNA 마이크로어레이를 사용하여 25℃에서 37℃ 또는 40℃로 온도를 상승시키는 동안 항원형 A 야생형과 sch9 돌연변이체의 비교 전사체 분석을 수행하였다. 크립토코커스 네오포르만스의 온도 조절 유전자를 확인하기 위해 야생형 균주의 마이크로어레이 데이터를 분석하였다. 상기 DNA 마이크로어레이로 모니터링된 유전자에서 1831개의 유전자는 25℃에서 37℃ 또는 40℃로 온도 변화 동안 유의미한 다른 발현 양상을 나타냈다 (그림 1A) (ANOVA 테스트, P <0.05). 그 중 1671개의 유전자가 37℃ (40℃에서 1691개 유전자)에서 2배 이상의 유도 또는 감소를 보였다. 상기의 결과는 크립토코커스 네오포르만스 게놈의 상당 부분이 다른 성장 온도에 맞게 조절되었다고 강력하게 제안하는 것이다. Comparative transcriptome analysis of antigenic type A wild type and sch9 mutants was performed while raising the temperature from 25 ° C. to 37 ° C. or 40 ° C. using a DNA microarray to reveal Sch9 mediated heat-resistant signaling mechanism in Cryptococcus neoformans. It was. Microarray data of wild type strains were analyzed to identify temperature control genes of Cryptococcus neoformans. The 1831 genes in the genes monitored by the DNA microarray exhibited significant different expression patterns during temperature changes from 25 ° C. to 37 ° C. or 40 ° C. (FIG. 1A) (ANOVA test, P <0.05). Of these, 1671 genes showed more than two-fold induction or reduction at 37 ° C (1691 genes at 40 ° C). The results strongly suggest that a significant portion of the Cryptococcus neoformans genome has been adjusted for different growth temperatures.

다음으로, 본 발명자들은 Sch9 의존성 유전자 및 Sch9 비의존성 유전자를 찾기 위해 온도 상향 이동 동안 sch9 돌연변이체의 전사 프로파일을 야생형 형질전환체 프로파일과 비교했다. 상기의 전사프로파일을 분석한 결과, Sch9 발현 수준은 야생형 균주 (25℃에서 -5.713, 37℃에서 -2.98, 40℃에서 -6.614, log2 스케일)와 비교하여 sch9 돌연변이체에서 매우 낮았다. Sch9 의존성 유전자에는 3가지 종류가 있을 수 있다. 첫 번째 부류는 Sch9의 기본 발현 수준에 영향을 받는 유전자이다. 두 번째 부류는 온도에 의해 유도되거나 온도가 억제된 발현 수준이 Sch9에 의해 영향을 받은 유전자이다. 세 번째 부류는 기저 및 온도-유도/억제 발현 수준 모두에 영향을 미치는 유전자이다. 상기의 비교를 위해, 먼저 25℃에서 야생형, 37 ℃에서 야생형, 25℃에서 sch9 및 37℃에서 sch9의 데이터를 사용하여 ANOVA 테스트를 수행하고 P <0.05 컷 오프를 사용하여 유전자를 확인 하였다. 총 2909개의 유전자가 이 상태에서 유의하게 발현에 영향을 미쳤다. 본 발명자들은 상기 유전자들에 대한 추가 분석을 수행했다. Next, we compared the transcription profile of the sch9 mutant with the wild type transformant profile during temperature upshifts to find Sch9 dependent genes and Sch9 independent genes. As a result of analyzing the transcription profile, the Sch9 expression level was very low in the sch9 mutant compared to the wild type strain (−5.713 at 25 ° C., −2.98 at 37 ° C., −6.614 at 40 ° C., log 2 scale). There are three types of Sch9 dependent genes. The first class is genes affected by the basal expression level of Sch9. The second class is genes whose temperature induced or temperature inhibited expression levels were affected by Sch9. The third class is genes that affect both basal and temperature-induced / inhibited expression levels. For the comparison, the ANOVA test was first carried out by using the data of sch9 at 25 ℃ in wild-type, 37 ℃ in sch9 and 37 ℃ in wild-type, 25 ℃ and confirm the gene using P <0.05 cut off. A total of 2909 genes significantly affected expression in this state. We performed further analysis of these genes.

처음으로 야생형 균주와 sch9 돌연변이체 사이의 기본 전사 프로파일 (25℃)을 비교했다. 총 1032개의 유전자 (SCH9 자체 제외)는 야생형 균주에 비해 sch9 돌연변이체에서 2배 이상의 유도 (583 개의 유전자) 또는 감소 (449 개의 유전자)를 나타냈다. 상기의 결과는 Sch9이 크립토코커스 네오포르만스에서 다양한 유전자의 기본 발현에 유의미한 영향을 미친다는 것을 나타낸다.For the first time, the basic transcription profile (25 ° C) between wild type strain and sch9 mutant was compared. A total of 1032 genes (except SCH9 itself) showed more than two-fold induction (583 genes) or reduction (449 genes) in sch9 mutants compared to wild-type strains. The results indicate that Sch9 has a significant effect on the basal expression of various genes in Cryptococcus neoformans.

다음으로 야생형 균주와 sch9 돌연변이체 사이에서 25℃에서 37℃로 온도 상승시 발현의 증가 또는 감소를 보여주는 전사 프로파일을 비교했다. 유전자는 발현 수준에 따라 네 그룹으로 나뉘어 졌는데, 온도 상승시 야생형 및 sch9Δ에서는 2배 이상 또는 2배 이하로 크게 증가된 그룹; 2배 이상 또는 2배 이상 크게 감소된 그룹이다. 야생형 및 sch9Δ 균주에서 약 76%의 유전자 (2909 유전자 중 2218개)가 유사한 발현 양상을 보였다 (그림 1B). 총 246개의 유전자의 발현은 sch9Δ 돌연변이체에서 감소되거나 유도되었지만 야생형 균주에서는 그렇지 않았다. 대조적으로, 427개 유전자의 발현은 야생형 균주에서 감소되거나 유도되었지만, sch9Δ 돌연변이 균주에서는 그렇지 않았다. 흥미롭게도 12 개의 유전자가 야생형 균주에서 유도되었지만 sch9Δ 돌연변이체에서 그 발현이 감소한 반면 6개의 유전자는 반대 방향으로 조절되었다 (그림 1B). 이는 18개의 유전자가 Sch9 경로에 의해 조절 된다는 것을 알 수 있었다. 온도 상승에 따른 전사 수준의 기초 및 유도/감소가 모두 Sch9에 의해 조절되는 유전자를 검색했다. 이러한 유전자 카테고리를 확인하기 위해 25℃에서의 기초 전사체 프로파일과 25℃에서 37℃로의 온도 상승시 유도되거나 감소된 전사체 프로파일의 결과를 비교했다. 번역 후 변형 및 샤페론 기능 (chaperone functions), 신호 전달, 탄수화물 대사 및 수송, 또는 세포 내 교환 및 분비에 관여하는 유전자를 포함하여 총 313개의 유전자가 이 그룹에서 확인 되었다 (그림 1C). 이와 관련된 유전자의 종류는 하기와 같다. Steen 등 은 cyclophilin A (CPA1CPA2)를 나타내는 태그가 25℃ 보다 37℃에서 더 높은 수준에서 발현된다는 것을 입증했다. 마이크로어레이 데이터는 또한 상기의 발견을 확인했다. Kraus 등 은 SLG1, MGA2, CLC1, RDS1, SMG1, TPS1RIM15를 포함한 다수의 유전자의 발현이 37℃에서 유도되고 ILV5, ILV2URA2와 같은 유전자의 발현이 37℃에서 억제됨을 발견했다. 본 발명에서는 SLG1, MGA2, RDS1, SMG1, TPS1RIM15 발현이 온도 상승 동안 유도된 반면, ILV2, ILV5URA2 발현은 억제됨을 발견했다. Chow 등 은 온도 변화 동안 많은 열충격 유전자 (KAR2, HSC8202, HSP104, HSP78, SSA4, STI101, SSE2 LHS1)가 유도된다는 것을 입증했다. 본 발명의 어레이 분석은 KAR2, HSP104, HSP78을 포함한 일부 열충격 유전자의 발현이 온도 변화에 의해 강하게 유도되었음을 확인하였고, HSP12, SSB2, SSC1, SSA1 유사 유전자 (CNAG_01727), SSE1, AHA1, CDC37HSP10도 상기 효과를 나타냈다. Chow 등 은 에르고스테롤 생합성 (ERG3, ERG4, ERG502, ERG25OSH6)에 관여하는 유전자의 발현이 열에 의해 억제됨을 보고했다. 본 발명에서도 ERG2, ERG5, ERG6, ERG8, ERG10, ERG11, ERG13, ERG20ERG2, ERG4, ERG25 등의 다른 에르고스테롤 생합성 유전자의 발현이 보고 된 에르고스테롤 생합성 유전자 (ERG3, ERG4ERG25) ERG24, NCP1MVD1은 고온으로 억제됨을 확인하였다. 결론적으로, Sch9는 기저 및 온도 상승 조건 하에서 유전자의 마스터 조절자 역할을 한다는 것을 발견하였다. Next, the transcription profiles were shown to show an increase or decrease in expression at 25 ° C. to 37 ° C. between the wild type strain and the sch9 mutant. The genes were divided into four groups according to the expression levels, which were significantly increased by more than 2 times or less than 2 times in wild-type and sch9 Δ upon temperature rise; Two or more or more than two times significantly reduced groups. Approximately 76% of the genes (2218 out of 2909) in the wild-type and sch9 Δ strains showed similar expression patterns (Figure 1B). Expression of a total of 246 genes was reduced or induced in sch9 Δ mutants but not in wild type strains. In contrast, expression of 427 genes was reduced or induced in wild-type strains, but not in sch9 Δ mutant strains. Interestingly, 12 genes were derived from wild-type strains, but their expression was reduced in the s ch9 Δ mutant, while 6 genes were regulated in the opposite direction (Figure 1B). It was found that 18 genes are regulated by the Sch9 pathway. We searched for genes whose base and induction / decrease of transcription levels with increasing temperature are regulated by Sch9. To identify these gene categories, we compared the results of basal transcript profiles at 25 ° C. and transcript profiles induced or reduced upon temperature rise from 25 ° C. to 37 ° C. A total of 313 genes were identified in this group, including genes involved in post-translational and chaperone functions, signal transduction, carbohydrate metabolism and transport, or intracellular exchange and secretion (Figure 1C). The types of genes involved are as follows. Steen et al. Demonstrated that tags representing cyclophilin A ( CPA1 and CPA2 ) were expressed at higher levels at 37 ° C than 25 ° C. Microarray data also confirmed the above findings. Kraus et al . Found that expression of a number of genes, including SLG1 , MGA2 , CLC1 , RDS1 , SMG1 , TPS1 and RIM15 , was induced at 37 ° C and that expression of genes such as ILV5 , ILV2 and URA2 were inhibited at 37 ° C. In the present invention, it was found that SLG1 , MGA2 , RDS1 , SMG1 , TPS1 and RIM15 expression were induced during temperature rise, while ILV2 , ILV5 and URA2 expression were inhibited. Chow etc Many thermal shock genes ( KAR2 , HSC8202 , HSP104 , HSP78 , SSA4 , STI101 , SSE2 And LHS1 ) is demonstrated. Array analysis of the present invention confirmed that the expression of some heat shock genes including KAR2 , HSP104 , HSP78 was strongly induced by temperature changes, and HSP12 , SSB2 , SSC1 , SSA1 like genes (CNAG_01727), SSE1 , AHA1 , CDC37 and HSP10 also. The effect was shown. Chow et al. Reported that the expression of genes involved in ergosterol biosynthesis ( ERG3 , ERG4 , ERG502 , ERG25 and OSH6 ) was inhibited by heat. In the present invention, the expression of other ergosterol biosynthesis genes such as ERG2 , ERG5 , ERG6 , ERG8 , ERG10 , ERG11 , ERG13 , ERG20, and other ergosterol biosynthesis genes such as ERG2 , ERG4 , ERG25, etc. ( ERG3 , ERG4 and ERG25 ), ERG24 , NCP1 And MVD1 was confirmed to be suppressed at high temperatures. In conclusion, Sch9 was found to act as a master regulator of genes under basal and elevated temperature conditions.

실시예 2. 크립토코커스 네오포르만스에서 내열성 조절 신호전달체계의 동정Example 2 Identification of Heat-Resistant Controlled Signaling System in Cryptococcus Neoformans

마이크로어레이 데이터는 1671개의 유전자 (25℃에서 37℃로)와 1691개의 유전자 (25℃에서 40℃로)가 야생형 균주에서 온도 상승 시에 2배 이상 유도되거나 감소했다고 밝혔다. 크립토코커스 네오포르만스에서 내열성 조절 신호전달체계를 확인하기 위해 상기 온도 조절 유전자를 이전의 대규모 전사인자와 키나아제 발현체 기반 연구와 비교했다. 본 발명자들은 9개의 전사인자와 17개의 키나아제가 온도 상승에 의해 전사 수준에서 조절 될 뿐만 아니라 크립토코커스 네오포르만스의 내열성에도 관여함을 발견했다 (도 11). 상기 전사인자 (9개 중 8개)와 키나아제 (17개 중 14개) 유전자의 대부분은 크립토코커스 네오포르만스 병독성 또는 감염성에도 관여했다. 이것은 온도 상승에 적응에 관여하는 유전자가 크립토코커스 네오포르만스 병독성에 결정적임을 시사한다. 최근 구축한 크립토코커스 네오포르만스의 확률적 기능 유전자 네트워크 인 CryptoNet (http://www.inetbio.org/cryptonet/)은 내열성을 조절하는 전사인자와 키나아제가 상호 연결되어 있음을 보여 주었으며 (도 2) 여러 신호 전달 경로가 협력하여 병원체의 내열성을 증진시킨다는 사실을 알 수 있었다. 여기에는 Hog1 및 Mpk1 MAPK, calcineurin, Rim101 / Nrg1, UPR 및 RAM 경로 (그림 2)와 같은 보고된 신호 경로가 포함된다. 흥미롭게도 크립토코커스 네오포르만스에서 새로운 내열성 조절 경로인 NAD kinase pathway를 발견했다. 사카로미세스 세레비시에에는 Utr1, Yef1, Pos5의 세 가지 NAD 키나아제가 있다. Utr1과 Yef1은 세포질 NAD 키나아제로 알려져 있으며 Pos5는 미토콘드리아 NAD 키나아제로 알려져 있다. 본 발명자들은 UTR1POS5가 온도 상승시 두 배 이상 유도되고 크립토코커스 네오포르만스에서 고온에서 성장할 때 UTR1POS5가 필요하다는 사실을 발견했다 (도 11). YEF1은 또한 온도 상승에 의해 유도되었지만 크립토코커스 네오포르만스의 내열성에는 관여하지 않았다 (도 19).Microarray data revealed that 1671 genes (25 ° C. to 37 ° C.) and 1691 genes (25 ° C. to 40 ° C.) were induced or reduced more than twofold at elevated temperatures in wild-type strains. To identify the heat resistant regulatory signaling system in Cryptococcus neoformans, the temperature control genes were compared with previous large transcription factors and kinase expression based studies. We found that 9 transcription factors and 17 kinases are not only regulated at the level of transcription by temperature rise but also involved in the heat resistance of Cryptococcus neoformans (FIG. 11). Most of these transcription factors (8 of 9) and kinases (14 of 17) genes were also involved in Cryptococcus neoformans virulence or infectivity. This suggests that genes involved in adaptation to temperature rise are critical for Cryptococcus neoformans virulence. CryptoNet (http://www.inetbio.org/cryptonet/), a stochastic functional gene network of Cryptococcus neoformans, has recently demonstrated the interconnection of transcription factors and kinases that regulate heat resistance. 2) It was found that several signal transduction pathways cooperate to enhance the heat resistance of pathogens. This includes reported signal paths such as Hog1 and Mpk1 MAPK, calcineurin, Rim101 / Nrg1, UPR and RAM paths (Figure 2). Interestingly, a new heat-resistant regulatory pathway, the NAD kinase pathway, was discovered in Cryptococcus neoformans. Saccharomyces cerevisiae has three NAD kinases: Utr1, Yef1, and Pos5. Utr1 and Yef1 are known as cytoplasmic NAD kinases and Pos5 is known as mitochondrial NAD kinase. The inventors found that UTR1 and POS5 are more than twice induced at elevated temperatures and require UTR1 and POS5 when grown at high temperature in Cryptococcus neoformans (FIG. 11). YEF1 was also induced by temperature rise but was not involved in the heat resistance of Cryptococcus neoformans (FIG. 19).

실시예Example 3.  3. 크립토코커스Cryptococcus 네오포르만스의Neoformans 고온 적응을 위한 다양한 분자  Diverse Molecules for High Temperature Adaptation 샤페론Chaperon  And 열충격Thermal shock 단백질 유도 확인  Protein Induction Confirmation

DNA 마이크로어레이 데이터는 온도 상향 이동 중에 표현이 가장 극적으로 조절 된 유전자가 분자 사페론 (chaperone) 군에 속한다는 것을 보여 주었다 (도 21). 분자 샤페론은 생리적 조건하에서 새로 합성된 폴리펩티드의 적절한 폴딩을 매개하는데 역할을 할 뿐만 아니라 단백질 변성을 방지하거나 스트레스 조건하에서 변성된 단백질의 리폴딩을 돕는 단백질이다. 마이크로어레이 데이터는 세포질, 소포체-, 및 미토콘드리아-상주 (mitochondria-resident) 분자 샤페론 유전자가 온도 상승시 모두 상향 조절되었다는 것을 보여 주었다 (도 21). 세포질 분자 샤프론 복합체로서 열 쇼크 단백질 (Hsp) Hsp104 (CNAG_07347), Ydj1p/Hsp40 (CNAG_03944) 및 Ssa1/Hsp70 (CNAG_01750)을 코딩하는 유전자가 온도 상향 이동 중에 상향 조절되었다. ER 상주 분자 샤페론인 LHS1 (CNAG_03899) 및 KAR2 (CNAG_06443)를 코딩하는 유전자 또한 상향 조절되어 ER의 UPR 경로가 온도 상승에 반응하여 활성화된다는 이전의 발견을 뒷받침했다. 흥미롭게도, 소포체 내의 단백질 리폴딩은 세포질 샤페론 Hsp104를 필요로 하는 것으로 알려져 있다. 또한, 미토콘드리아 상주 분자 샤페론 유전자인 SSC1 (CNAG_05199)도 유도되었다 (도 21). Sch9는 이러한 분자 샤프론 유전자의 일부의 기초 발현 수준에 관여하는 것으로 보이지만 온도 상승시 유도를 크게 조절하지는 않는다 (도 21). 이 유전자들 중에서 HSP104가 가장 많이 발현된 유전자이기 때문에 마이크로어레이 데이터의 검증을 위해 선택되었다. HSP104 발현이 온도 상승 시 10 분 이내에 강력하게 유도되었고 그 유도가 2 시간 이상 유지되었다는 것을 발견했다 (도 3A). HSP104는 온도 상승 시 선택적으로 접합된 전사물을 나타내는 것으로 나타났다 (도 12A). HSP104 발현은 온도 상승에 따라 sch9 돌연변이체에서도 유도되었지만 급속한 유도가 약간 지연되어 Sch9이 HSP104 유도에 작은 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. Hsp104가 내열성에 역할을 하는지 여부를 확인하기 위해 우리는 크립토코커스 네오포르만스에서 HSP104를 제거하고 (도 13) hsp104 돌연변이 표현형을 분석했다. 흥미롭게도, hsp104 돌연변이체는 25℃ 및 39℃에서 성장 결함을 보이지 않았으며 본 발명에서 테스트한 대부분의 환경 스트레스와 항진균제에 대해 야생형 균주만큼 내성이 있었다 (도 14). 그러나, hsp104 돌연변이체는 야생형 균주보다 극심한 고온 (55℃)에서 훨씬 더 큰 감수성을 보였다 (그림 3B). 야생형 균주의 HSP104 유전자로 hsp104 돌연변이체를 보완하면 내열 충격성이 회복되어 Hsp104가 경미한 열 스트레스가 아닌 극심한 열충격에 대한 크립토코커스 네오포르만스의 반응 및 적응에 필요하다는 것을 알 수 있다. 이러한 세포 분자 샤페론에 추가하여, 크립토코커스 네오포르만스의 온도 조절 유전자로 다른 HSP 및 샤페론 유사 단백질을 코딩하는 많은 유전자가 확인되었다 (도 22). 여기에는 HSP10, HSP12, HSP60, HSP78 HSP90이 포함됩니다. 분자 샤페론의 조절과 유사하게, Sch9는 주로 다수의 HSP 유전자의 기저 발현 수준 조절에 관여했다 (도 22). 결론적으로, 다양한 세포 분자 샤페론 및 HSP는 모두 크립토코커스 네오포르만스의 고온 적응 과정에서 상향 조절된다.DNA microarray data showed that the genes whose expression was most dramatically regulated during temperature upshift belonged to the molecular chaperone group (FIG. 21). Molecular chaperones are proteins that not only play a role in mediating the proper folding of newly synthesized polypeptides under physiological conditions, but also help prevent protein denaturation or refold the denatured proteins under stress conditions. Microarray data showed that the cytoplasmic, endoplasmic reticulum-, and mitochondria-resident molecular chaperone genes were all upregulated at elevated temperatures (FIG. 21). Genes encoding heat shock proteins (Hsp) Hsp104 (CNAG_07347), Ydj1p / Hsp40 (CNAG_03944) and Ssa1 / Hsp70 (CNAG_01750) as cytoplasmic molecular chaperone complexes were upregulated during temperature upshifts. Genes encoding the ER resident molecule chaperones LHS1 (CNAG_03899) and KAR2 (CNAG_06443) were also upregulated to support previous findings that the UPR pathway of ER is activated in response to temperature rise. Interestingly, protein refolding in the endoplasmic reticulum is known to require cytoplasmic chaperone Hsp104. In addition, mitochondrial resident molecular chaperone gene SSC1 (CNAG_05199) was also induced (FIG. 21). Sch9 appears to be involved in basal expression levels of some of these molecular chaperone genes but does not significantly regulate induction upon temperature rise (FIG. 21). Of these genes, HSP104 was the most expressed gene and was selected for verification of microarray data. It was found that HSP104 expression was strongly induced within 10 minutes upon temperature rise and that induction was maintained for at least 2 hours (FIG. 3A). HSP104 was shown to show transcripts that were selectively conjugated at elevated temperatures (FIG. 12A). HSP104 expression was also induced in sch9 mutants with increasing temperature, but rapid induction was slightly delayed, indicating that Sch9 plays a small role in HSP104 induction. To determine whether Hsp104 plays a role in heat resistance, we removed HSP104 from Cryptococcus neoformans (FIG. 13) and analyzed the hsp104 mutant phenotype. Interestingly, the hsp104 mutant did not show growth defects at 25 ° C. and 39 ° C. and was as resistant to most environmental stress and antifungal agents as tested in the present invention (FIG. 14). However, the hsp104 mutant was much more susceptible at extreme temperatures (55 ° C) than the wild type strain (Figure 3B). Complementing the hsp104 mutant with the HSP104 gene of the wild-type strain restores heat shock resistance, suggesting that Hsp104 is required for the response and adaptation of Cryptococcus neoformans to severe thermal shocks rather than mild thermal stresses. In addition to this cell molecule chaperone, many genes encoding other HSP and chaperone-like proteins have been identified as temperature control genes of Cryptococcus neoformans (FIG. 22). This includes HSP10 , HSP12 , HSP60 , HSP78 And HSP90 is included. Similar to the regulation of molecular chaperones, Sch9 was primarily involved in regulating basal expression levels of many HSP genes (FIG. 22). In conclusion, the various cellular molecules chaperone and HSP are both upregulated during the high temperature adaptation process of Cryptococcus neoformans.

실시예Example 4. 온도 상승에 대한  4. against temperature rise 크립토코커스Cryptococcus 네오포르만스의Neoformans 리보좀Ribosomes /번역 및 에르고스테롤 생합성 유전자 억제 확인Translation and Confirmation of Ergosterol Biosynthesis Gene Suppression

본 발명의 마이크로어레이 데이터는 리보솜 생합성 및 번역에 관여하는 유전자의 발현이 온도 상승 (그림 1A) 동안 유의하게 감소함을 보여 주었다. 또한, 대부분의 에르고스테롤 생합성 유전자는 야생형 및 sch9 돌연변이 균주 모두에서 온도 상향 변이 동안 유의하게 하향 조절되었다 (도 23). qRT-PCR 및 Northern blot 분석에 의한 ERG11ERG2의 전사체 수준을 평가하여 온도 상승 동안 야생형 및 sch9 돌연변이 균주에서 발현 수준이 현저히 감소되었음을 보여줌으로써 상기의 결과를 확인했다 (그림 3C 및 12B). 이전에 야생형 균주와 비교하여 sch9 돌연변이체가 플루코나졸 (fluconazole) 및 케토코나졸 (ketoconazole)과 같은 아졸 (azole) 약물에 대한 감수성이 증가함을 보고했다. 본 발명자들은 다음으로 아졸 치료에 대한 ERG11 유도가 Sch9에 의한 것인지를 평가했다. 야생형 균주 및 sch9 돌연변이체에서 플루코나졸에 의해 유도된 ERG11 발현이 유사한 수준으로 관찰되었다 (도 3D). 결론적으로, 에르고스테롤 (ergosterol) 생합성은 Sch9에 독립적인 방식으로 온도 상향 변이 및 스테롤 감소 (sterol-depleted) 조건에서 엄격히 규제된다.The microarray data of the present invention showed that the expression of genes involved in ribosomal biosynthesis and translation decreased significantly during temperature rise (Figure 1A). In addition, most of the ergosterol biosynthesis genes were significantly down regulated during temperature up-shifts in both wild type and sch9 mutant strains (FIG. 23). The transcript levels of ERG11 and ERG2 were assessed by qRT-PCR and Northern blot analysis to confirm this result by showing a significant decrease in expression levels in wild-type and sch9 mutant strains during temperature rise (Figures 3C and 12B). Previously, sch9 mutants have been reported to be more susceptible to azole drugs such as fluconazole and ketoconazole compared to wild type strains. We next assessed whether ERG11 induction for azole treatment was due to Sch9. Similar levels of ERG11 expression induced by fluconazole in wild type strains and sch9 mutants were observed (FIG. 3D). In conclusion, ergosterol biosynthesis is strictly regulated in temperature upshifts and sterol-depleted conditions in a Sch9 independent manner.

실시예Example 5.  5. 크립토코커스Cryptococcus 네오포르만스에서In Neoformans 온도 조절 유전자로서  As a temperature control gene 열충격Thermal shock 인자 1 ( Factor 1 ( Hsf1Hsf1 )과 )and Hsp90의Of Hsp90 동정 Sympathy

어레이 분석에서 가장 주목할 만하지만 예상치 못한 결과는 크립토코커스 네오포르만스의 온도 상승시 HSF1 (CNAG_07460)을 코딩하는 유전자가 하향 조절되었음을 나타낸다는 것이다 (도 22). Hsf1은 환경 스트레스에 반응하여 HSPs의 전사 활성화 및 합성을 조율하는 전사인자이다. Hsf1은 대부분의 조직 및 세포 유형의 진핵 생물에서 구성 성분으로 발현되는 것으로 알려져 있으며, 주로 번역 후 메커니즘에 의해 조절된다. 따라서 크립토코커스 네오포르만스에서의 온도 상승에 따른 HSF1의 하향 조절은 전술 한 바와 같이 온도 상승 동안 다수의 HSP 및 샤페론 유전자가 상향 조절되는 것으로 보이기 때문에 반직관적이며 놀라운 결과이다. 대조적으로, Hsf1에 의해 제어 될 수 있는 추정 분자 샤페론인 HSP90 (CNAG_06150.2)은 온도 상승에 의해 유도되었다.The most notable but unexpected result in the array analysis is that the gene encoding HSF1 (CNAG_07460) was down regulated upon temperature rise of Cryptococcus neoformans (FIG. 22). Hsf1 is a transcription factor that coordinates transcriptional activation and synthesis of HSPs in response to environmental stress. Hsf1 is known to be expressed as a component in eukaryotes of most tissues and cell types, and is primarily regulated by post-translational mechanisms. Thus, downregulation of HSF1 with temperature rise in Cryptococcus neoformans is a counter-intuitive and surprising result as many HSP and chaperone genes appear to be upregulated during temperature rise as described above. In contrast, HSP90 (CNAG_06150.2), a putative molecular chaperone that can be controlled by Hsf1, was induced by temperature rise.

마이크로어레이 실험에서 유전자 발현 결과를 확인하기 위해, 본 발명자들은 노던 블롯 분석을 수행했다. 상기 데이터와 일치하여 HSF1은 야생형 균주의 온도 상승 (25℃에서 37℃ 또는 25℃에서 40℃로) 중 하향 조절되었다 (도 15A). sch9 돌연변이체에서, HSF1은 온도 상승, 특히 40℃에서, 보다 하향 조절되지 않았다 (도 15A). HSF1의 발현 패턴을 더 분석하기 위해, 우리는 온도 상승 동안 상이한 시점에서 HSF1 발현을 모니터링했다 (그림 4A). 야생형 균주에서 HSF1은 25℃에서 37℃로 온도를 상향 이동 한 후에 점진적으로 하향 조절되는 것으로 확인되었다 (도 4A). sch9 돌연변이체에서, HSF1은 야생형보다 돌연변이체의 기본 발현 수준이 낮았지만 온도 상승에 따라 하향 조절되었다 (그림 4A).To confirm gene expression results in microarray experiments, we performed a Northern blot analysis. Consistent with the data, HSF1 was down regulated during temperature rise (37 ° C. to 25 ° C. or 25 ° C. to 40 ° C.) of wild type strains (FIG. In sch9 mutants, HSF1 was not regulated more down, especially at elevated temperature, especially at 40 ° C. (FIG. 15A). To further analyze the expression pattern of HSF1 , we monitored HSF1 expression at different time points during the temperature rise (Figure 4A). HSF1 in the wild type strain was confirmed to be incrementally adjusted downward after moving up the temperature from 25 ℃ to 37 ℃ (Fig. 4A). In the sch9 mutant, HSF1 had lower baseline expression levels of the mutant than the wild type but was down regulated with increasing temperature (Figure 4A).

온도 상승 중 Hsf1 단백질 수준이 HSF1 전사체 수준과 비슷하게 감소하는지 여부를 테스트하기 위해 야생형 및 sch9 배경에서 에피토프 표식 Hsf1 (HSF1:4xFLAG)을 발현하는 균주를 생성하고 웨스턴 블랏 분석을 수행했다. Hsf1 단백질 수준은 또한 온도 상승에 의해 서서히 감소하고 (최대 50%) HSF1:4xFLAG 균주에서 유지되었다 (그림 4B). 흥미롭게도, sch9Δ HSF1:4xFLAG 균주의 Hsf1 단백질 수준은 기저 조건 (약 70%)에서 약간 낮았지만, sch9Δ HSF1:4xFLAG의 온도 상승시 현저히 변화하지 않았다. 상기 데이터로 Sch9이 온도 상승 동안 HSF1 다운 레귤레이션에서 역할을 하지만, 기초 조건 하에서 HSF1 mRNA 안정성에 필요할 수 있음을 알 수 있다. To test whether Hsf1 protein levels decrease similarly to HSF1 transcript levels during temperature rise, strains expressing the epitope marker Hsf1 ( HSF1: 4xFLAG ) in wild-type and sch9 backgrounds were generated and western blot analysis was performed. Hsf1 protein levels also decreased slowly with temperature rise (up to 50%) and were maintained in the HSF1: 4xFLAG strain (Figure 4B). Interestingly, sch9 Δ Hsf1 protein levels in the HSF1: 4xFLAG strain were slightly lower at baseline conditions (about 70%), but sch9 Δ There was no significant change in the temperature rise of HSF1: 4xFLAG . The data show that Sch9 plays a role in HSF1 down regulation during temperature rise but may be required for HSF1 mRNA stability under basal conditions.

Hsf1이 온도 상승 동안 인산화 되는지 여부를 알아보기 위해, 우리는 웨스턴 블랏 분석에 의해 Hsf1 : 4xFLAG의 전기영동 이동상 변화를 모니터링했다. 우리는 Hsf1 : 4xFLAG 단백질이 HSF1:4xFLAGsch9Δ HSF1:4xFLAG 계통 모두에서 온도 상승 후 이동상이 감소함을 발견했다 (도 4C). 이는 Hsf1이 온도 상승에 따라 인산화 되는 것을 시사한다. sch9Δ 돌연변이체에서는 Hsf1 인산화가 약간 지연된 것으로 보였다. Hsf1:4xFLAG의 이동상 감소가 인산화에 의한 것인지 확인하기 위해 포스파타아제 억제제의 존재 또는 부재하에 면역 분리 된 Hsf1:4xFLAG를 λ 포스파타아제와 함께 항온 배양하고 웨스턴 블랏 분석에 의해 분석 하였다. 온도 상승에 의한 Hsf1 : 4xFLAG의 감소 된 이동상은 λ phosphatase에서는 역전되었지만 phosphatase 억제제가 있는 경우에는 λ phosphatase에서는 역전되지 않았다 (그림 4D). 결론적으로, Hsf1은 크립토코커스 네오포르만스의 온도 상승에 따라 인산화 된다.To determine whether Hsf1 is phosphorylated during temperature rise, we monitored the electrophoretic mobile phase change of Hsf1: 4xFLAG by Western blot analysis. We have Hsf1: 4xFLAG protein HSF1: 4xFLAG and sch9Δ HSF1: 4xFLAG It was found that in both strains the mobile phase decreased after the temperature rise (FIG. 4C). This suggests that Hsf1 is phosphorylated with increasing temperature. In the sch9 Δ mutant, Hsf1 phosphorylation appeared to be slightly delayed. To determine if the mobile phase reduction of Hsf1: 4xFLAG was due to phosphorylation, Hsf1: 4xFLAG, which was immunoisolated in the presence or absence of a phosphatase inhibitor, was incubated with λ phosphatase and analyzed by Western blot analysis. The reduced mobile phase of Hsf1: 4xFLAG due to temperature rise was reversed in λ phosphatase but not in λ phosphatase with phosphatase inhibitors (Figure 4D). In conclusion, Hsf1 is phosphorylated with increasing temperature of Cryptococcus neoformans.

다른 유기체에서 잘 알려진 Hsf1 표적 유전자 중 하나는 HSP90이다. HSP90 전사는 자가조절 루프로서 Hsp90과의 상호 작용에 의해 부정적으로 조절되는 Hsf1에 의해 활성화된다. 흥미롭게도, HSP90 발현은 온도 상승에 의해 야생형 및 sch9 돌연변이 균주 모두에서 신속하게 유도되는 것으로 밝혀졌는데, 이것은 HSF1 발현 양상과 상당히 대조적이다 (도 4E 및도 16). HSF1의 과발현은 HSP90의 기저 발현 수준에 영향을 미치지 않았으나, 온도 상승에 따른 HSP90의 유도된 발현 수준을 증가시켰다 (도 4F). 이러한 결과는 고온에 반응하여 인산화된 Hsf1 단백질의 증가 된 양이 HSP90 유도를 향상시킬 수 있음을 암시한다. 종합하면, 본 발명의 데이터는 HSF1HSP90의 발현이 크립토코커스 네오포르만스의 온도 상승시 차별적으로 조절된다는 것을 보여 주고 있다. One well known Hsf1 target gene in other organisms is HSP90 . HSP90 transcription is activated by Hsf1, which is negatively regulated by interaction with Hsp90 as a self-regulating loop. Interestingly, HSP90 expression was found to be induced rapidly in both wild-type and sch9 mutant strains by temperature rise, which is in stark contrast to the HSF1 expression pattern (FIG. 4E and FIG. 16). Overexpression of HSF1 did not affect the basal expression level of HSP90 , but increased the induced expression level of HSP90 with increasing temperature (FIG. 4F). These results suggest that increased amounts of phosphorylated Hsf1 protein in response to high temperatures can enhance HSP90 induction. Taken together, the data of the present invention show that the expression of HSF1 and HSP90 is differentially regulated upon temperature rise of Cryptococcus neoformans.

실시예 6. Example 6. Hsf1이 Hsf1 크립토코커스 네오포르만스의 성장의 영향 조사Investigation of the growth of Cryptococcus neoformans

Hsf1이 크립토코커스 네오포르만스의 내열성을 촉진하거나 억제하는지 여부는 아직 명확하지 않았다. HSF1이 온도 상향 이동 중에 하향 조절된다는 사실을 감안할 때, Hsf1은 크립토코커스 네오포르만스 내열성와 관련된 유전자를 억제 할 수 있다. 이 경우, Hsf1이 지금까지 보고 된 대부분의 진핵 생물의 생존 능력에 필수적으로 알려져 있지만, HSF1 파괴는 크립토코커스 네오포르만스 내열성을 증가시킬 수 있다. 따라서 본 발명자들은 크립토코커스 네오포르만스에서 HSF1 유전자를 파괴하려고 시도했다. 그러나 HSF1을 반복적으로 삭제하려는 시도는 성공적이지 못했으며 HSF1은 크립토코커스 네오포르만스의 성장에 없어서는 안 되는 것을 암시한다. Hsf1의 필수성을 확인하기 위해 두 가지 보완 전략이 수행되었다. 첫째, 조건부 null HSF1 돌연변이는 이전에 설명한 바와 같이 (도 5A 및 도 17) CTR4 유전자 (P CTR4 :HSF1)의 구리가 규제된 프로모터를 사용하여 생성되었다. 특정 구리 킬레이터 바토크로신디술폰산 (bathocuproinedisulfonic acid; BCS) 유도하에서 P CTR4 :HSF1 균주뿐만 아니라 야생형 균주도 성장하였다 (도 5B). 그러나 CuSO4에 의한 억제 조건 하에서는 P CTR4 :HSF1 균주의 성장이 심하게 손상되어 Hsf1이 크립토코커스 네오포르만스의 생존 능력에 결정적으로 중요함을 알 수 있었다 (그림 5B).It is not yet clear whether Hsf1 promotes or inhibits the heat resistance of Cryptococcus neoformans. Given the fact that HSF1 is downregulated during temperature upshifts, Hsf1 can inhibit genes associated with Cryptococcus neoformans heat resistance. In this case, although Hsf1 is known to be essential for the viability of most eukaryotes reported so far, HSF1 destruction can increase Cryptococcus neoformans heat resistance. Thus we attempted to destroy the HSF1 gene in Cryptococcus neoformans. However, repeated attempts to delete HSF1 were unsuccessful, suggesting that HSF1 is indispensable for the growth of Cryptococcus neoformans. Two complementary strategies were carried out to confirm the necessity of Hsf1. First, conditional null HSF1 mutations were generated using a copper regulated promoter of the CTR4 gene (P CTR4 : HSF1) as previously described (FIGS. 5A and 17). P CTR4 : HSF1 under the induction of specific copper chelator bathocuproinedisulfonic acid (BCS) Strains as well as wild type strains were grown (FIG. 5B). However, under the inhibition conditions by CuSO 4 , the growth of P CTR4 : HSF1 strain was severely impaired, indicating that Hsf1 is critical for the viability of Cryptococcus neoformans (Figure 5B).

두 번째 접근법은 2배체 배경에서 이형 접합체인 hsf1Δ/HSF1 균주를 생성 한 다음, NAT-우성 마커의 존재 또는 부재에 대한 감수 분열 후에 유래된 일배체 자손을 분석하는 것이다. 이형 접합체 HSF1/hsf1Δ를 생성하기 위해, 최근보고 된 전략에 따라 hsf1Δ:: NAT 결실 대립 유전자가 생성되었고, 크립토코커스 네오포르만스에 잘 특성화된 2배체 균주 AI187이 생물학적 변이에 의해 형질 전환되었다. 표적 유전자 및 HSF1의 돌연변이된 사본의 표현은 도 5c에 제시되어있다. Nourseothricin 저항성 (NATR) 형질전환체를 올바른 상동성 재조합 사건에 대해 PCR로 스크리닝 하였고, 예상된 크기의 2가지 증폭 산물을 생성하는 하나의 형질전환체를 이형 접합체 hsf1Δ/HSF1 균주로서 선택하였다 (도 5D). 상기 이질 접합체의 돌연변이는 생성된 자손의 고전적 유전자 분석을 위한 포자가 유도된 배지에서 성장시켰다. 43개의 포자가 해부되었고, 발아된 7개는 감수 분열 시에 분리되는 4 가지 마커 (NATR 또는 nourseothricin 감수성 (NATS), ura5 또는 URA5, ade2 또는 ADE2, MATa 또는 MATα)에 대해 테스트하였다. 모든 7개의 자손은 nourseothricin을 포함하는 선택 배지에서 자랄 수 없었으며 (그림 5E), HSF1 유전자가 크립토코커스 네오포르만스 생존 가능성에 필요하다는 것을 확인했다.The second approach is to generate a heterozygous hsf1 Δ / HSF1 strain in the diploid background, and then analyze haploid progeny derived after meiosis for the presence or absence of NAT- dominant markers. To generate heterozygous HSF1 / hsf1 Δ, the hsf1 Δ :: NAT deletion allele was generated according to a recently reported strategy, and the diploid strain AI187, well characterized in Cryptococcus neoformans, was transformed by biological mutation. It became. Expression of the mutated copy of the target gene and HSF1 is shown in FIG. 5C. Nourseothricin resistant (NAT R ) transformants were screened by PCR for correct homologous recombination events, and one transformant that produced two amplification products of expected size was selected as heterozygous hsf1 Δ / HSF1 strain ( 5D). Mutations of the heterozygotes were grown in spore derived media for classical genetic analysis of the resulting offspring. 43 spores were dissected and seven germinated were tested for four markers (NAT R or nourseothricin susceptibility (NAT S ), ura5 or URA5, ade2 or ADE2, MAT a or MATα) that were separated upon meiosis. All seven offspring could not grow on selection medium containing nourseothricin (Figure 5E), confirming that the HSF1 gene is required for Cryptococcus neoformans viability.

실시예 7. Hsf1의 크립토코커스 네오포르만스 내열성 촉진 확인Example 7. Confirmation of Cryptococcus neoformans heat resistance promotion of Hsf1

Hsf1이 크립토코커스 네오포르만스 내열성 활성제 역할을 하는 경우, 과발현은 고온에서 병원체의 생존 능력을 향상시킬 수 있다. 상기 가설을 해결하기 위해, 본 발명자는 구성 성분으로 활성인 히스톤 H3 프로모터 (P H3 :HSF1 균주; 도 6A 및 6B)를 사용하여 HSF1 과발현 균주를 제작하였다. P H3 :HSF1 균주에서의 HSF1 과발현은 노던 블롯 분석에 의해 확인되었다 (도 6C). 놀랍게도, HSF1 과발현은 고온에서 크립토코커스 네오포르만스의 성장률을 유의하게 증가 시켰으며 (그림 6D), Hsf1이 크립토코커스 네오포르만스의 내열성 활성제 역할을 한다는 것을 강하게 시사한다. 또한, sch9 돌연변이체 (P H3 :HSF1 sch9Δ)에서 HSF1 과발현은 sch9 돌연변이체의 내열성을 더욱 증가시켰다 (도 6E).When Hsf1 acts as a Cryptococcus neoformans heat resistant activator, overexpression can improve pathogen viability at high temperatures. In order to solve the above hypothesis, the inventors found that the histone H3 promoter (P H3 : HSF1) is active as a constituent. Strains; 6A and 6B) were used to construct HSF1 overexpressing strains. HSF1 overexpression in the P H3 : HSF1 strain was confirmed by Northern blot analysis (FIG. 6C). Surprisingly, HSF1 overexpression significantly increased the growth rate of Cryptococcus neoformans at high temperatures (Figure 6D) and strongly suggests that Hsf1 acts as a heat-resistant activator of Cryptococcus neoformans. In addition, mutants sch9: HSF1 overexpressed in (P H3 HSF1 sch9Δ) is which further increases the heat resistance of the sch9 mutant (FIG. 6E).

크립토코커스 네오포르만스 내열성에서 Hsf1의 긍정적인 역할을 더 연구하기 위해, 본 발명자들은 HSF1 과발현이 온도 반응 유전자의 발현을 유도 할 수 있는지 여부를 결정했다. 이를 위해 본 발명자들은 HSP104와 두 개의 SSA1 유사 유전자를 선택했다. 상기 유전자의 발현은 온도 상승에 의해 가장 많이 유도된다 (그림 21). 노던 블롯 분석은 HSP104 발현이 HSF1 과발현 (도 6F)에 의해 유도됨으로써, Hsf1이 HSP104 발현을 촉진하고 열충격 저항성 (heat shock resistance)에 필요하다는 것을 알 수 있었다. 크립토코커스 네오포르만스는 두 개의 SSA1 유사 유전자를 포함하고 있다. 하나는 CNAG_01727이고 다른 하나는 CNAG_01750이다. Adler 등 은 사카로미세스 세레비시에에서 Hsp70 구성원 단백질인 Ssa1에 대해 이종상동성인 CNAG_01727 (Ssa1)을 처음 특성화하였다. 흥미롭게도 Ssa1은 크립토코커스 네오포르만스의 laccase DNA 결합 전사 보조-활성화제이다. CNAG_01750은 또한 크립토코커스 네오포르만스에서 SSA2와 같은 Ssa1 유사 단백질을 암호화한다. SSA1SSA2 전사 조절 패턴을 구별하기 위해, 각 유전자에 특이적인 프라이머 세트로 qRT-PCR을 수행 하였다 (도 6G). 기초 SSA1 발현 수준은 SSA2의 그것보다 훨씬 높았다 (도 6G). 크립토코커스 네오포르만스 내열성에서 Ssa1과 Ssa2의 역할을 다루기 위해 우리는 ssa1Δ와 ssa2Δ 변이체를 생성했다. 흥미롭게도, SSA2 발현은 SSA1이 없는 경우 (ssa1 돌연변이에서) 증가 된 것으로 나타났으며, Ssa2가 크립토코커스 네오포르만스에서 Hsp70 기능을 보완 할 수 있음을 암시한다. P H3 :HSF1 균주에서 SSA1SSA2 발현이 모두 강하게 유도되어 Hsf1이 Hsp70 유전자의 발현을 촉진한다는 것을 강하게 시사한다 (그림 6G). ssa1 돌연변이체는 매우 강한 감온성을 보였으며 (도 6H 및도 18), ssa1 + SSA1 회복 균주는 야생형 수준의 내열성을 회복 시켰으며, Ssa1이 크립토코커스 네오포르만스의 주요 Hsp70임을 시사하였다. 종합하면, Hsf1은 두 개의 주요 HSP, Hsp104 및 Ssa1을 유도함으로써 크립토코커스 네오포르만스 내열성을 촉진 할 수 있다.To further study the positive role of Hsf1 in Cryptococcus neoformans heat resistance, we determined whether HSF1 overexpression can induce the expression of temperature response genes. To this end, we selected HSP104 and two SSA1 like genes. Expression of these genes is most induced by elevated temperatures (Figure 21). Northern blot analysis showed that HSP104 expression was induced by HSF1 overexpression (FIG. 6F), suggesting that Hsf1 promotes HSP104 expression and is required for heat shock resistance. Cryptococcus neoformans contains two SSA1 like genes. One is CNAG_01727 and the other is CNAG_01750. Adler et al. Initially characterized CNAG_01727 (Ssa1) heterologous to Hsa70 member protein Ssa1 in Saccharomyces cerevisiae. Interestingly, Ssa1 is a laccase DNA binding transcriptional co-activator of Cryptococcus neoformans. CNAG_01750 also encrypt Ssa1 like proteins such as Cryptosporidium in SSA2 caucus's only neo-Fort. To distinguish between SSA1 and SSA2 transcriptional regulatory patterns, qRT-PCR was performed with primer sets specific to each gene (FIG. 6G). Basal SSA1 expression levels were much higher than that of SSA2 (FIG. 6G). To address the role of Ssa1 and Ssa2 in Cryptococcus neoformans heat resistance, we generated ssa1 Δ and ssa2 Δ variants. Interestingly, SSA2 expression has been shown to be increased in the absence of SSA1 (in ssa1 mutations), suggesting that Ssa2 may complement Hsp70 function in Cryptococcus neoformans. Both SSA1 and SSA2 expression was strongly induced in the P H3 : HSF1 strain, suggesting strongly that Hsf1 promotes the expression of the Hsp70 gene (Figure 6G). The ssa1 mutant showed very strong temperature sensitivity (FIG. 6H and FIG. 18), and the ssa1 + SSA1 recovery strain restored wild-type levels of heat resistance, suggesting that Ssa1 is the major Hsp70 of Cryptococcus neoformans. Taken together, Hsf1 can promote Cryptococcus neoformans heat resistance by inducing two major HSPs , Hsp104 and Ssa1.

실시예 8. Hsf1의 활성제와 억제제의 온도 및 산화 스트레스에 반응하는 유전자 동정 Example 8 Gene Identification in Response to Temperature and Oxidative Stress of Hsf1 Activators and Inhibitors

Hsf1이 주관하는 하류 네트워크를 더 밝히기 위해, 우리는 HSF1 과발현 균주를 사용하여 추가적인 DNA 마이크로어레이 분석을 수행했다. 우리는 총 722개의 유전자가 통계적으로 유의미한 수준으로 차별적으로 조절되었음을 발견했다 (P <0.05, ANOVA). 이 중 56개 유전자가 P H3 :HSF1 균주에서 2배 이상의 유도 또는 감소를 보였다. 56개의 Hsf1 반응성 유전자 중 16개는 사카로미세스 세레비시에에서 이종상동성을 가진다. 마이크로어레이 데이터는 또한 Hsf1이 크립토코커스 네오포르만스 내열성에 필요한 유전자의 억제제 (repressor)와 활성화제 (activator)의 이중 기능을 가지고 있음을 뒷받침한다. 온도 상승 (25℃ 내지 37℃)에 의해 발현된 많은 유전자가 HSF1 과발현에 의해 하향 조절되었다. 여기에는 저분자량 열충격 단백질인 HSP12가 포함된다. 특히, sulfiredoxin을 코딩하는 SRX1의 발현은 HSF1 과발현에 의해 하향 조절되었다. 본 발명자들은 최근 SRX1이 과산화 스트레스에 의해 신속하게 유도되고, 과산화 레독신 (Tsox1)과 산화 스트레스 반응 및 적응의 재사용에 필요하다는 것을 보여주었다. qRT-PCR 분석은 기초 SRX1 발현 수준이 HSF1 과발현에 의해 감소됨을 확인 하였다 (도 7A). 그러나, 과산화물-의존성 SRX1 유도는 야생형 균주와 같은 P H3 :HSF1 균주에서 정상적으로 관찰되었으며 (도 7B), Hsf1은 SRX1의 기저 발현만을 억제한다는 것을 나타낸다. P H3 :HSF1 균주는 야생형 균주와 유사하게 H2O2 및 tBOOH에 대해 내성이 확인되었다 (도 7C). 그럼에도 불구하고, HSF1 과발현은 sch9 돌연변이체의 H2O2에 대한 내성을 더욱 악화시켰다 (도 7C). 또한, HSF1 과발현은 티올 (thiol) 특이적 산화제인 디아마이드에 대한 민감도를 증가 시켰으며 (도 7C), Hsf1이 산화 스트레스 반응에 부정적인 역할을 한다는 것을 나타낸다. 그러나 본 발명자들은 또한 HSF1 발현이 실제로 산화 스트레스에 의해 유도되었음을 발견했다 (도 7D). HSF1 과발현이 산화 스트레스에 대한 내성을 감소시킨다는 사실은 P H3 :HSF1 균주의 병독성 약화 여부에 대하여 조사가 이루어져야함을 의미한다. 벌집나방 (Galleria mellonella) (37℃로 설정)을 사용하는 곤충 숙주 모델 시스템에서 PP H3 :HSF1 균주는 야생형 수준의 독성을 나타내었으며 (그림 7E), HSF1 과발현이 크립토코커스 네오포르만스 독성에 영향을 미치지 않았음을 나타낸다. To further elucidate the downstream network hosted by Hsf1, we performed additional DNA microarray analysis using HSF1 overexpressed strains. We found that a total of 722 genes were differentially regulated to statistically significant levels (P <0.05, ANOVA). 56 of these genes are P H3 : HSF1 More than two-fold induction or reduction was seen in the strain. Sixteen of the 56 Hsf1 reactive genes are heterologous in Saccharomyces cerevisiae. Microarray data also support that Hsf1 has the dual function of inhibitors and activators of genes required for Cryptococcus neoformans heat resistance. Many genes expressed by temperature rise (25 ° C. to 37 ° C.) were down regulated by HSF1 overexpression. This includes HSP12 , a low molecular weight heat shock protein. In particular, expression of SRX1 encoding sulfiredoxin was downregulated by HSF1 overexpression. We have recently shown that SRX1 is rapidly induced by peroxidative stress and is required for the reuse of redoxin peroxide (Tsox1) and oxidative stress response and adaptation. qRT-PCR analysis confirmed that basal SRX1 expression levels were reduced by HSF1 overexpression (FIG. 7A). However, peroxide-dependent SRX1 induction was normally observed in P H3 : HSF1 strains such as wild type strains (FIG. 7B), indicating that Hsf1 only inhibits basal expression of SRX1 . The P H3 : HSF1 strain was confirmed to be resistant to H 2 O 2 and tBOOH similarly to the wild type strain (FIG. 7C). Nevertheless, HSF1 overexpression further exacerbated the resistance of sch9 mutants to H 2 O 2 (FIG. 7C). In addition, HSF1 overexpression increased sensitivity to thiol specific oxidants, diamides (FIG. 7C), indicating that Hsf1 plays a negative role in the oxidative stress response. However, we also found that HSF1 expression was actually induced by oxidative stress (FIG. 7D). The fact that HSF1 overexpression decreases the resistance to oxidative stress is due to P H3 : HSF1 It means that the investigation should be carried out as to whether the strain has weakened virulence. In the insect host model system using honeycomb moth ( Galleria mellonella ) (set at 37 ° C), the PP H3 : HSF1 strain showed wild-type toxicity (Figure 7E), and HSF1 overexpression affected Cryptococcus neoformans toxicity. Indicates that it did not.

실시예Example 9.  9. Hsf1은Hsf1 is 크립토코커스Cryptococcus 네오포르만스에서In Neoformans 온도에 의해 조절되는 유전자의 프로모터 부위 중 보존되어 있거나 잘 보존되어 있지 않은 HSE 결합 확인.  Identification of conserved or poorly conserved HSE binding in the promoter region of genes controlled by temperature.

진핵 세포에서 Hsf1은 표적 HSP 유전자의 프로모터 영역에 보존된 열충격 요소 (HSEs)에 직접 결합한다. 지금까지 세 가지 유형의 HSE가 보고되었다: Perfect (P)-, Gap (G)- 및 Step (S) 유형. P-타입 HSE는 nGAAn 유닛이 적어도 세 개의 인접한 역반복 (예컨대, nTTCnnGAAnnTTCn)으로 구성된다. G-타입 HSE는 2개의 역전된 nGAAn 유닛을 가지며, 5 bp의 갭 (예를 들어, nTTCnnGAAn (5 bp) nGAAn) 이후 다른 유닛이 뒤 따른다. S-타입 HSE는 5 bp가 삽입된 nTTCn (또는 nGAAn)의 3 개의 직접 반복으로 구성된다. 크립토코커스 네오포르만스 Hsf1이 알려진 HSE와 결합 할 수 있는지 여부를 확인하기 위해 우리는 사카로미세스 세레비시에에서 DNA 마이크로어레이 분석과 HSE 연구에 의해 확인된 Hsf1 표적 유전자의 프로모터 영역을 조사했다. 이 중 4개의 유전자 (SSA1, SSA2, HSP78, KAR2)는 HSE와 같은 S-타입을 가지며 하나의 유전자 (STI1)는 HSE와 같은 Perfect (P) 또는 Gap (G)을 가졌다 (도 8A). SSA2만이 고도로 보존된 S-타입 HSE (gTTCtcgagagTTCtggtggaTTCg)를 가졌다. Hsf1이 이들 결합 부위와 상호 작용 하는지를 시험하기 위해, Hsf1-4xFLAG를 발현하는 크립토코커스 네오포르만스 균주에서 크로마틴 면역침강반응 (chromatin-immunoprecipitation; ChIP)을 수행 한 다음, 추정된 HSE에 인접한 프라이머로 정량적 PCR을 수행 하였다. 특히, Hsf1은 30℃에서도 S-type HSE (SSA1, SSA2, HSP78KAR2)를 갖는 4개의 유전자의 프로모터 영역에 결합하는 것으로 나타났다 (도 8B). 그러나 37℃로 온도를 상향 이동하면 그 결합 능력이 극적으로 증가하여 Hsf1이 표적 유전자와 직접 결합하는 것으로 나타났다 (그림 8B). 심지어 Perfect/Gap-타입 형태의 HSE가 존재하는 STI1에 대한 Hsf1 결합 능력은 온도 상승으로 인한 결합능력이 낮게 나타남에도 불구하고 증가되었다. 대조적으로, Hsf1은 30℃ 또는 37℃에서 비특적인 유전자 (ACT1 및 β- 튜불린 유전자)에 결합하지 않았으며, 이는 Hsf1 결합이 그의 결합 요소에 특이적이라는 것을 나타낸다. 결론적으로, Hsf1은 크립토코커스 네오포르만스에서 Perfect (P) 또는 Gap (G) HSE보다 강하게 S-타입 HSE에 결합하는 것으로 나타났다.In eukaryotic cells, Hsf1 binds directly to heat shock elements (HSEs) that are conserved in the promoter region of the target HSP gene. To date, three types of HSE have been reported: Perfect (P)-, Gap (G)-and Step (S) types. P-type HSE consists of an nGAAn unit consisting of at least three contiguous inverse repeats (eg, nTTCnnGAAnnTTCn). G-type HSE has two inverted nGAAn units, followed by another unit after a 5 bp gap (eg, nTTCnnGAAn (5 bp) nGAAn). S-type HSE consists of three direct repeats of nTTCn (or nGAAn) with 5 bp inserted. To determine whether Cryptococcus neoformans Hsf1 can bind with known HSE, we examined the promoter region of the Hsf1 target gene identified by DNA microarray analysis and HSE studies in Saccharomyces cerevisiae. Four of these genes ( SSA1 , SSA2 , HSP78 , KAR2 ) had an S-type like HSE and one gene ( STI1 ) had Perfect (P) or Gap (G) like HSE (FIG. 8A). Only SSA2 had highly conserved S-type HSE (gTTCtcgagagTTCtggtggaTTCg). To test whether Hsf1 interacts with these binding sites, chromatin-immunoprecipitation (ChIP) was performed on a Cryptococcus neoformans strain expressing Hsf1-4xFLAG , followed by a primer adjacent to the estimated HSE. Quantitative PCR was performed. In particular, Hsf1 was shown to bind to the promoter region of four genes with S-type HSE ( SSA1 , SSA2 , HSP78 and KAR2 ) even at 30 ° C. (FIG. 8B). However, increasing the temperature to 37 ° C dramatically increased its binding capacity, suggesting that Hsf1 binds directly to the target gene (Figure 8B). Even Hsf1 binding ability to STI1 in which Perfect / Gap-type HSE is present was increased despite the low binding capacity due to temperature rise. In contrast, Hsf1 did not bind nonspecific genes (ACT1 and β-tubulin genes) at 30 ° C. or 37 ° C., indicating that Hsf1 binding is specific for its binding element. In conclusion, Hsf1 was found to bind strongly to S-type HSE in Cryptococcus neoformans than Perfect (P) or Gap (G) HSE.

다음으로, HSF1 발현이 크립토코커스 네오포르만스의 온도 상승 동안 왜 하향조정 되는지를 설명하기 위해 Hsf1이 자신의 전사를 조절하는지 여부를 조사하였다. 캔디다 알비칸스 (Candida albicans)에서 Hsp90은 Hsf1과 상호 작용하고 Hsf1 활성을 부정적으로 조절한다. 따라서 Hsp90의 증가된 발현은 HSF1의 자기유도를 감소시키는 Hsf1을 억제 할 수 있다. 이 가설을 해결하기 위해, 우리는 먼저 HSF1의 프로모터 영역이 HSE를 포함 하는지를 확인했다. Clustal X2를 사용하여 정렬함으로써 HSF1의 1kb 상류 영역에 몇 개의 보존된 HSE를 발견했다 (그림 24). Perfect (P)-타입 1 (-394에서 382까지), 역방향 서열 Perfect (P)-타입 1 (-795에서 -783까지), Gap (G)-타입 3 (-134에서 117까지), Step (S)타입 (-197에서 175까지) 및 역방향 서열 Step (S)-타입 (-410에서 -388)이 지역의 잘 보존된 HSE였다. 우리는 게놈에서 인접한 유전자의 위치를 확인하여 이들로 추정된 HSE가 인접한 유전자의 코딩 서열상에 위치하는 것을 배제 하였다. HSF1 프로모터 영역의 위치와 HSE의 위치를 비교함으로써, 우리는 2개의 HSE, Gap (G)-타입 3 및 Step (S)-타입 HSE가 HSF1 프로모터 영역 내에 위치한다는 것을 발견했다. Hsf1이 HSEs에 결합 할 수 있는지 여부를 확인하기 위해 HSE와 gap type HSE를 커버 할 수 있는 HSF1의 프로모터 부위 (-229에서 -130까지)를 위한 프라이머를 사용하여 염색질 면역침강반응 (chromatin-immunoprecipitation; ChIP)을 수행하였다. Hsf1은 30℃와 37℃ 조건 모두에서 상기 HSE와 상기 프로모터 영역에서 결합하지 않는 것으로 보인다 (그림 8C). 결론적으로, HSF1 발현은 크립토코커스 네오포르만스에서의 온도 상승 동안 자동 조절되는 것으로 보이지 않았다.Next, we investigated whether Hsf1 regulates its transcription to explain why HSF1 expression is downregulated during the temperature rise of Cryptococcus neoformans. Candida albicans (Candida In albicans ), Hsp90 interacts with Hsf1 and negatively regulates Hsf1 activity. Thus, increased expression of Hsp90 may inhibit Hsf1, which reduces the induction of HSF1 . To solve this hypothesis, we first identified whether the promoter region of HSF1 contains HSE. By aligning using Clustal X2, several conserved HSEs were found in the 1 kb upstream region of HSF1 (Figure 24). Perfect (P) -type 1 (-394 to 382), reverse sequence Perfect (P) -type 1 (-795 to -783), Gap (G) -type 3 (-134 to 117), Step ( S) type (-197 to 175) and reverse sequence Step (S) -type (-410 to -388) were local well-conserved HSEs. We have identified the location of adjacent genes in the genome and excluded these presumed HSEs from being located on the coding sequence of adjacent genes. By comparing the position of the HSF1 promoter region with the position of the HSE, we found that two HSEs, Gap (G) -type 3 and Step (S) -type HSE, are located within the HSF1 promoter region. Chromatin-immunoprecipitation using primers for the promoter region (-229 to -130) of HSF1 to cover HSE and gap type HSE to determine whether Hsf1 can bind to HSEs; ChIP) was performed. Hsf1 does not appear to bind in the promoter region with the HSE at both 30 ° C. and 37 ° C. conditions (Figure 8C). In conclusion, HSF1 expression did not appear to be automatically regulated during temperature rise in Cryptococcus neoformans.

실시예 10. Hsf-1 표적 약물 스크리닝 시스템. Example 10. Hsf-1 Target Drug Screening System.

Hsf1의 DNA 결합 및/또는 전사 활성을 교란시키는 화합물을 확인하기 위해, 본 발명자들은 LacZ 리포터 시스템 (pNEO-SSA1pro-LacZ 포함 균주)을 갖는 Hsf1 표적 약물 스크리닝 시스템을 구축하였다 (도 10A). 크립토코커스 네오포르만스의 생존 가능성에 필수적인 전사인자인 Hsf1은 Hsf1-FLAG tag 단백질을 이용한 ChIP-PCR 분석에 의해 발견된 SSA1 프로모터에서 열충격 요소 (HSE)와 결한다. HSF1SSA1 프로모터의 HSE에 결합 할 때, 시스템 내의 LacZ 유전자가 발현되었고, β-갈락토시다아제 활성으로 인해 X-gal 존재 하에서 청색 콜로니가 나타났다 (도 10B). 본 발명자들은 이전에 SSA1 프로모터의 HSE에 대한 Hsf1 결합 활성이 25℃에서 37℃로의 온도 변화에 따라 증가함을 보였다 (그림 10B). 따라서 LacZ 유전자의 발현이 증가하고 콜로니는 37℃에서 더 짙은 청색을 생성한다 (그림 10B). Hsf1의 Hsf1 결합이나 Hsf1의 trans activating 활성을 억제하는 화합물은 콜로니 또는 액체 배양을 흰색 또는 옅은 파란색으로 만든다 (그림 10B). 따라서 상기 스크리닝 시스템은 특히 pNEO-SSA1pro-LacZ 시스템이 비색법이기 때문에 Hsf1을 조절하는 새로운 화합물 (Hsf1을 억제하거나 활성화시키는 화합물)을 식별 할 수 있게 해 주며 효과적인 고속 대량 스크리닝을 용이하게 한다.To identify compounds that disrupt the DNA binding and / or transcriptional activity of Hsf1, we constructed an Hsf1 target drug screening system with a LacZ reporter system (strains containing pNEO-SSA1pro-LacZ) (FIG. 10A). Hsf1, a transcription factor essential for the viability of Cryptococcus neoformans, binds to the thermal shock element (HSE) in the SSA1 promoter found by ChIP-PCR analysis using the Hsf1-FLAG tag protein. When HSF1 binds to the HSE of the SSA1 promoter, LacZ gene was expressed in the system and blue colonies appeared in the presence of X-gal due to β-galactosidase activity (FIG. 10B). We have previously shown that the Hsf1 binding activity of the SSA1 promoter to HSE increases with temperature changes from 25 ° C to 37 ° C (Figure 10B). Thus, the expression of the LacZ gene is increased and the colonies produce darker blue at 37 ° C (Figure 10B). Compounds that inhibit Hsf1 binding or Hsf1 trans activating activity make the colony or liquid culture white or pale blue (Figure 10B). The screening system thus makes it possible to identify new compounds that modulate Hsf1 (compounds that inhibit or activate Hsf1), especially since the pNEO-SSA1pro-LacZ system is colorimetric and facilitates efficient high-speed mass screening.

<110> Industry-Academic Cooperation Foundation. Yonsei University <120> Screening system for Hsf1 tageting drug using Hsf1 promoter-LacZ reporter system of Cryptococcus neoformans <130> 1061687 <160> 5 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 3359 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> the NEO-SSA1pro-LacZ fragment of pNEO-SSA1pro-LacZ <400> 1 tctagaggat ccgcatgcag gattcgagtg gcatggtgtg cactgagtgt atggttgtcg 60 gaggagagga tgatggtaac aacaatagca gcaacgtcac tcgacgcgcg tccggtgtgc 120 cacacggggt aacgccgagt cgccgtcagg gtcgccgaga ccactctcac agcgtcaccg 180 ttggcaccag ctcagcttac agcttctatc ctccgccagc atccacatac atcccctata 240 ccgcatcccc cacccactgc ccaaggtgag tcatcttccc gcccccttcc cttgcccgcc 300 actcagtcct ccatcctcca ctaatccacc ttatcgcacc caccgcctat cgcacatccg 360 agcacaatgc tgggcctgcc aggggctgct agatggtgct ctccccacgc tgatctgcat 420 gccggccatt ggatcatggg tgctaggtgc tgggtgctgg atgttggatg ctggatgctg 480 ggtgcacgct tggtcatttc cttccaggat tgacggtcgc cgagaggacg acgtggcgtt 540 cgacaacgag ggccgatagc accgcatcgc ctcgacctgc atccatctcg ccttgtcctt 600 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catagcgttg gctacccgtg atattgctga agagcttggc ggcgaatggg 1500 ctgaccgctt cctcgtgctt tacggtatcg ccgctcccga ttcgcagcgc atcgccttct 1560 atcgccttct tgacgagttc ttctgagtga aggcggtaag gggttaattt tccttagagg 1620 gtgtatatat acatattaga gaagtgatac aattttagca cactgcgaat tcgagacaga 1680 catcgtgtca atcatctttt ttgacattat atgcccatta atctatctac agacaacaat 1740 accatccttc ccaccctcag caacgccgtt gaatcctcag gatcttcatg gctccggatc 1800 ctctagaaag ggcgaattct gcagatacac tatgcggcat cagagcagat tgtactgaga 1860 gtgcaccata tgcggtgtga aataccgcac agatgcgtaa ggagaaaata ccgcatcagg 1920 cgccattcgc cattcaggct gcgcaactgt tgggaagggc gatcggtgcg ggcctcttcg 1980 ctattacgcc agctggcgaa agggggatgt gctgcaaggc gattaagttg ggtaacgcca 2040 gggttttccc agtcacgacg ttgtaaaacg acggccagtg aattcgagct cggtacccgg 2100 ggatcctcta gagtcgacct gcaggcatgc aagcttggcg taatcatggt catgcggccg 2160 ctttgtctat ttatctatta aagctttgag tgtaagggaa tgtaatgaga ttttttgtca 2220 acaaatgaaa aggtgaagag aagaaagaga gaaaaagaaa gggaatataa atacggaaat 2280 cgacggaagg cgggggaagg gaggggaagc ttgtcgtcac tggtggtagg gagagccacg 2340 aattccgggg acttcttccc ccttctcgca ccaaatcgaa tgtggaggca aagcatcgaa 2400 aatgccagaa caatcgcgtc ttatgtgggg gatcgcataa cgacggccat gtccaccgcg 2460 gcgggcaccg ccgctttgct tcttcgttca ttcatttaat tgatgactgc atcatcagaa 2520 gagaccgcaa accgacacac cggcaagact gctacttctt taccacatca agcaacaccc 2580 agcaacttca gaagggccat tcaatgcaga aatcaaatat agtaaaggta caacatatta 2640 tcgcctggag cccttcttct tcttcttccc gtcctcatca gagtcacctc tgtctgtcct 2700 gtgcttctcg tcggctggtt ggtaaatccc cgtcagcttt atgctcacac atcaatgacg 2760 gtatcgaatc ttcactcacc cctcttagct ttacgttcaa gctcgtccca atcttcaccc 2820 tcatcagaga ggctctcagc agtacctgag tcggaatcgc cctcgactat gataagtcag 2880 caaaagtaat cagacccaag caggatacac tgacagtcag attcgctatc ctcgtcactg 2940 ccgctggatt catcaaagac atcactatcg ccttcaaatt cagagccttc ctcagattcc 3000 tctgacccat cgtcctagat cgatcgtcag agttgctcaa caaaaaagga taaagtggta 3060 atcttacaga gcctgaacca gtgaggaaat tccatccgcc ctccgcgtag aacgcatggg 3120 ggtcttcgtt gacagtcttc atgatcgctg gccaagaaag attgacaggg ccttcggata 3180 tcggcacatc acaagagcta gatggagtta gttacggaag ataggcatgt gggtattaca 3240 ggcactactc actcaagcca ctccttcacg ttgtcaaggt gcgcaactgg gatggaattg 3300 atatgaatag gcggcttctt gaggtcttgg agtacaaaaa ccatatcaaa attgggccc 3359 <210> 2 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer for amplification for SSA1 promoter region named B7240 <400> 2 gcggccgcat gaccatgatt acgccaag 28 <210> 3 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer for amplification for SSA1 promoter region named B7241 <400> 3 gatatcctat gcggcatcag agcaga 26 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer for amplification for SSA1 promoter region named B7197 <400> 4 gggcccaatt ttgatatggt ttttgt 26 <210> 5 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer for amplification for SSA1 promoter region named B7198 <400> 5 gcggccgctt tgtctattta tctattaa 28 <110> Industry-Academic Cooperation Foundation. Yonsei university <120> Screening system for Hsf1 tageting drug using Hsf1 promoter-LacZ          reporter system of Cryptococcus neoformans <130> 1061687 <160> 5 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 3359 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> the NEO-SSA1pro-LacZ fragment of pNEO-SSA1pro-LacZ <400> 1 tctagaggat ccgcatgcag gattcgagtg gcatggtgtg cactgagtgt atggttgtcg 60 gaggagagga tgatggtaac aacaatagca gcaacgtcac tcgacgcgcg tccggtgtgc 120 cacacggggt aacgccgagt cgccgtcagg gtcgccgaga ccactctcac agcgtcaccg 180 ttggcaccag ctcagcttac agcttctatc ctccgccagc atccacatac atcccctata 240 ccgcatcccc cacccactgc ccaaggtgag tcatcttccc gcccccttcc cttgcccgcc 300 actcagtcct ccatcctcca ctaatccacc ttatcgcacc caccgcctat cgcacatccg 360 agcacaatgc tgggcctgcc aggggctgct agatggtgct ctccccacgc tgatctgcat 420 gccggccatt ggatcatggg tgctaggtgc tgggtgctgg atgttggatg ctggatgctg 480 ggtgcacgct tggtcatttc cttccaggat tgacggtcgc cgagaggacg acgtggcgtt 540 cgacaacgag ggccgatagc accgcatcgc ctcgacctgc atccatctcg ccttgtcctt 600 ttggtgcaac aatccatccg tgctggtgcc acacgcatag ctggaagaga tggatgtgcg 660 ttgaacagag ctgccgtcag gactttttgg tgcacggacc ctattgtcct ccccaatctt 720 caccgcgtct cctaatatgc agcctctttg ctaattgtct ttttccatta gtaaactcgc 780 ccaacatgtc tatgattgaa caagatggat tgcacgcagg ttctccggcc gcttgggtgg 840 agaggctatt cggctatgac tgggcacaac agacaatcgg ctgctctgat gccgccgtgt 900 tccggctgtc agcgcagggg cgcccggttc tttttgtcaa gaccgacctg tccggtgccc 960 tgaatgaact gcaggacgag gcagcgcggc tatcgtggct ggccacgacg ggcgttcctt 1020 gcgcagctgt gctcgacgtt gtcactgaag cgggaaggga ctggctgcta ttgggcgaag 1080 tgccggggca ggatctcctg tcatcccacc ttgctcctgc cgagaaagta tccatcatgg 1140 ctgatgcaat gcggcggctg catacgcttg atccggctac ctgcccattc gaccaccaag 1200 cgaaacatcg catcgagcga gcacgtactc ggatggaagc cggtcttgtc gatcaggatg 1260 atctggacga agagcatcag gggctcgcgc cagccgaact gttcgccagg ctcaaggcgc 1320 gcatgcccga cggcgaggat ctcgtcgtga cccatggcga tgcctgcttg ccgaatatca 1380 tggtggaaaa tggccgcttt tctggattca tcgactgtgg ccggctgggt gtggcggacc 1440 gctatcagga catagcgttg gctacccgtg atattgctga agagcttggc ggcgaatggg 1500 ctgaccgctt cctcgtgctt tacggtatcg ccgctcccga ttcgcagcgc atcgccttct 1560 atcgccttct tgacgagttc ttctgagtga aggcggtaag gggttaattt tccttagagg 1620 gtgtatatat acatattaga gaagtgatac aattttagca cactgcgaat tcgagacaga 1680 catcgtgtca atcatctttt ttgacattat atgcccatta atctatctac agacaacaat 1740 accatccttc ccaccctcag caacgccgtt gaatcctcag gatcttcatg gctccggatc 1800 ctctagaaag ggcgaattct gcagatacac tatgcggcat cagagcagat tgtactgaga 1860 gtgcaccata tgcggtgtga aataccgcac agatgcgtaa ggagaaaata ccgcatcagg 1920 cgccattcgc cattcaggct gcgcaactgt tgggaagggc gatcggtgcg ggcctcttcg 1980 ctattacgcc agctggcgaa agggggatgt gctgcaaggc gattaagttg ggtaacgcca 2040 gggttttccc agtcacgacg ttgtaaaacg acggccagtg aattcgagct cggtacccgg 2100 ggatcctcta gagtcgacct gcaggcatgc aagcttggcg taatcatggt catgcggccg 2160 ctttgtctat ttatctatta aagctttgag tgtaagggaa tgtaatgaga ttttttgtca 2220 acaaatgaaa aggtgaagag aagaaagaga gaaaaagaaa gggaatataa atacggaaat 2280 cgacggaagg cgggggaagg gaggggaagc ttgtcgtcac tggtggtagg gagagccacg 2340 aattccgggg acttcttccc ccttctcgca ccaaatcgaa tgtggaggca aagcatcgaa 2400 aatgccagaa caatcgcgtc ttatgtgggg gatcgcataa cgacggccat gtccaccgcg 2460 gcgggcaccg ccgctttgct tcttcgttca ttcatttaat tgatgactgc atcatcagaa 2520 gagaccgcaa accgacacac cggcaagact gctacttctt taccacatca agcaacaccc 2580 agcaacttca gaagggccat tcaatgcaga aatcaaatat agtaaaggta caacatatta 2640 tcgcctggag cccttcttct tcttcttccc gtcctcatca gagtcacctc tgtctgtcct 2700 gtgcttctcg tcggctggtt ggtaaatccc cgtcagcttt atgctcacac atcaatgacg 2760 gtatcgaatc ttcactcacc cctcttagct ttacgttcaa gctcgtccca atcttcaccc 2820 tcatcagaga ggctctcagc agtacctgag tcggaatcgc cctcgactat gataagtcag 2880 caaaagtaat cagacccaag caggatacac tgacagtcag attcgctatc ctcgtcactg 2940 ccgctggatt catcaaagac atcactatcg ccttcaaatt cagagccttc ctcagattcc 3000 tctgacccat cgtcctagat cgatcgtcag agttgctcaa caaaaaagga taaagtggta 3060 atcttacaga gcctgaacca gtgaggaaat tccatccgcc ctccgcgtag aacgcatggg 3120 ggtcttcgtt gacagtcttc atgatcgctg gccaagaaag attgacaggg ccttcggata 3180 tcggcacatc acaagagcta gatggagtta gttacggaag ataggcatgt gggtattaca 3240 ggcactactc actcaagcca ctccttcacg ttgtcaaggt gcgcaactgg gatggaattg 3300 atatgaatag gcggcttctt gaggtcttgg agtacaaaaa ccatatcaaa attgggccc 3359 <210> 2 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer for amplification for SSA1 promoter region named          B7240 <400> 2 gcggccgcat gaccatgatt acgccaag 28 <210> 3 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer for amplification for SSA1 promoter region named          B7241 <400> 3 gatatcctat gcggcatcag agcaga 26 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer for amplification for SSA1 promoter region named          B7197 <400> 4 gggcccaatt ttgatatggt ttttgt 26 <210> 5 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer for amplification for SSA1 promoter region named          B7198 <400> 5 gcggccgctt tgtctattta tctattaa 28

Claims (8)

(a) SSA1 프로모터 (promoter), LacZ 및 pNEO을 포함하는 재조합 벡터를 균에 형질전환 시키는 단계;
(b) 상기 형질전환된 균에 항균제 후보물질을 처리하는 단계;
(c) 상기 후보물질을 처리한 형질전환된 균이 후보물질을 처리하지 않은 형질전환된 균보다 적은 수의 청색 콜로니를 가지는 것으로 측정될 때, 상기 후보물질이 항균제임을 판별하는 단계;
를 포함하는 크립토코커스 네오포르만스 (Cryptococcus neoformans)에 대한 항균활성을 보이는 항균제를 스크리닝 방법.
(a) transforming the bacterium into a recombinant vector comprising a SSA1 promoter, LacZ and pNEO;
(b) treating the transformed bacteria with antimicrobial candidates;
(c) determining that the candidate is an antimicrobial agent when it is determined that the transformed bacteria treated with the candidate material have fewer blue colonies than the transformed bacteria not treated with the candidate material;
Screening method for antimicrobial agents showing antimicrobial activity against Cryptococcus neoformans (Cryptococcus neoformans) comprising a.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 형질 전환된 균은 크립토코커스 네오포르만스 (Cryptococcus neoformans)인, 항균제를 스크리닝 방법.The method of claim 1, wherein the transformed bacteria is Cryptococcus neoformans. 삭제delete (a) SSA1 프로모터 (promoter), LacZ 및 pNEO을 포함하는 재조합 벡터를 균에 형질전환 단계;
(b) 상기 형질전환된 균에 항균제 후보물질을 처리하는 단계;
(c) 상기 후보물질을 처리한 형질전환된 균이 후보물질을 처리하지 않은 형질전환된 균보다 적은 수의 청색 콜로니를 가지는 것으로 측정될 때, 상기 후보물질이 뇌 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물임을 판별하는 단계;
를 포함하는 뇌 수막염의 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 스크리닝 방법.
(a) transforming the bacterium with a recombinant vector comprising an SSA1 promoter, LacZ and pNEO;
(b) treating the transformed bacteria with antimicrobial candidates;
(c) when it is determined that the transformed bacteria treated with the candidate has fewer blue colonies than the transformed bacteria not treated with the candidate, the candidate is a pharmaceutical for preventing or treating brain diseases. Determining that it is a composition;
Screening method of the pharmaceutical composition for the prevention or treatment of meningitis comprising a.
제 5항에 있어서, 상기 형질 전환된 균은 크립토코커스 네오포르만스 (Cryptococcus neoformans)인, 뇌 수막염의 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 스크리닝 방법.The method of claim 5, wherein the transformed bacteria is Cryptococcus neoformans (Cryptococcus neoformans), the screening method of the pharmaceutical composition for the prevention or treatment of meningitis. 삭제delete 삭제delete
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