Saccharomyces cerevisiae에서 PMA1 과발현에 의한 다중내성 증진

Abstract

Acetic acid is one of popular food preservatives used to prevent the growth of food spoilage microorganisms including Saccharomyces cerevisiae. It is also often present in lignocellulosic hydrolysates for bioethanol production at such concentrations that the metabolic activities of S. cerevisiae are inhibited and therefore the final ethanol yield is decreased. Accordingly, better understanding of how Saccharomyces cerevisiae acquires the resistance to acetic acid is greatly concerned for efficient control of food preservation and development of robust yeast strains used for bioethanol production. To this end, we examined the transcriptional changes that occur at 12 h post exposure to acetic acid, revealing that 56 and 58 genes were up and downregulated, respectively. Overexpression of the upregulated (over 16-fold) gene PMA1, encoding the plasma-membrane H+-ATPase proton pump, enhanced tolerance to acetic acid and other various types of stress including reactive oxygen species.;아세트산 (acetic acid)은 Saccharomyces cerevisiae를 포함한 식품 부패 미생물의 성장을 막는데 사용되는 식품 방부제 중의 하나이다. 이것은 또한 주로 S. cerevisiae의 대사 활성을 막는 농도로 바이오 에탄올 생산에 필요한 리그노셀룰로오스 가수분해물 (lignocellulosic hydrolysates)에 존재하기 때문에 최종 에탄올 생산량을 감소시킨다. 따라서 Saccharomyces cerevisiae가 어떻게 아세트산에 저항성을 가질 수 있는지에 대한 연구는 식품 예방과 바이오 에탄올 생산에 필요한 강력한 효모 균주를 개발하는 데에 반드시 필요하다. 본 연구를 하기 위해서 아세트산을 12 시간 처리한 후 일어나는 전사 변화를 조사했고, 그 결과 각각 56 개와 58 개의 up, downregulated genes가 분석됐다. 약 16배 이상 과발현 (overexpression) 된 upregulated gene인 PMA1은 plasma membrane P2-type H+-ATPase로서 아세트산에 높은 내성을 가지고 있을 뿐 아니라 활성 산소 종 (reactive oxygen species, ROS)을 포함한 다양한 스트레스 (stress) 반응에도 저항성이 높다.