감염 결과의 성적 이형성은 보편적인 현상이지만, 그 기저 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 본 연구는 초파리의 슈도모나스 엔토모필라(Pseudomonas entomophila) 장내 감염 모델을 활용하여, 장내 산화환원 과정의 성차가 장 감염에 대한 암컷의 높은 감수성에 기여함을 규명했습니다.
암컷은 병원체 유발 과도한 산화 스트레스를 극복하지 못해 배변 장애, 병원체 지속성 및 숙주 사망으로 이어집니다. 반면, 수컷은 탄수화물 대사와 주요 항산화 방어 시스템인 오탄당 인산 경로(PPP) 활성이 증가합니다. 이는 수컷이 산화 스트레스 유발 배변 장애를 견디고 장에서 병원체를 제거하여 생존할 수 있게 합니다.
또한, P. entomophila는 암컷 장 환경에서 RNA 결합 단백질 Hfq를 포함한 여러 독성 인자의 발현이 증가하여 암컷 편향적인 병원성에 기여했습니다. 따라서 장내 대사 환경이 숙주 방어 및 병원체 독성에 미치는 영향이 장 감염 결과의 성차를 결정합니다.
이러한 발견은 감염 질환의 성차를 이해하고, 성별에 따른 맞춤형 치료 전략 개발에 중요한 통찰을 제공할 수 있습니다.
기회감염성 병원균인 칸디다 알비칸스(Candida albicans)는 대사 유연성이 뛰어나며, 제한된 포도당 환경에서 카르복실산과 같은 대체 탄소원을 활용하여 병원성에 영향을 미칠 수 있습니다. 효모(Saccharomyces cerevisiae)에서는 Ato1(Ady2)과 같은 플라즈마막 수송 단백질이 모노카르복실산 흡수를 조절하지만, 칸디다 알비칸스에서는 이 단백질 계열이 Ato1-Ato10까지 10개로 확장되어 있으며 그 기능은 알려지지 않았습니다.
본 연구에서는 칸디다 알비칸스의 Ato 단백질이 카르복실산 활용에 미치는 역할을 규명하기 위해 생체 내외 분석을 수행했습니다. 그 결과, 칸디다 알비칸스의 여러 Ato 단백질이 보존된 AceTr 모티프를 유지하면서도 기공 반경 및 아세트산, 젖산 결합 부위에서 구조적 차이를 보였습니다. Ato1, Ato2, Ato3, Ato6은 모노카르복실산 유무에 따라 세포막에서의 발현 수준과 세포 내 위치가 달라졌습니다.
Ato1 결핍 시 Ato2와 Ato3 발현이 저해되고, Ato2의 특정 형태가 소포체에 잔류하는 현상이 관찰되어 Ato1이 Ato 수송 시스템에서 핵심적인 조절 역할을 할 가능성을 시사합니다. 또한, 척추동물에서 3개의 연속적인 6-나선 수송 도메인과 tRNA 변형 효소인 Sua5/YciO/YrdC와의 독특한 C-말단 융합을 특징으로 하는 새로운 Ato 관련 단백질 계열을 발견했습니다.
이러한 결과는 칸디다 알비칸스에서 Ato 단백질 계열이 아세트산 또는 젖산 활용에 중요한 역할을 하며, 구성원 간의 기능적 중복이 환경 적응 및 병원성에 기여할 수 있음을 시사합니다. 이는 칸디다 알비칸스의 대사 조절 및 병원성 이해에 중요한 통찰을 제공합니다.
