질량분석기 기반 대사체학을 이용한 적성병 유래 대사기전의 상관관계 네트워크 분석

Abstract

현재까지의 감염성 질병 연구는, 병원성 균의 침입 방법 및 균이 생성하는 숙주에 대한 자극 물질의 생성에 대해 주로 집중되어 있다. 그러나, 균의 침입에 의한 숙주의 과민반응으로부터 질병의 증상과 같은 병원성 표현형 변화가 유래할 수 있다. 이를 증명하기 위하여, 질량분석기 기반 대사체학을 적용하였으며, 상관관계 네트워크 분석을 이용하여 대사기전 간의 긴밀한 관계를 추적하였다. 대사기전-병원성 연관성 연구를 위해 숙주인 3종의 장미과 식물과 이들에 균체를 형성하여 이들을 메마르게 하는 Gymnosporangium asiaticum에 의한 대사기전 변화를 관찰하였다. 질량분석기를 사용하여 다수의 Primary metabolites를 검출하였으며, 다변량통계분석을 통해 얻은 지표물질들을 기반으로 하여 Pathway enrichment를 시행하였다. 이로부터 얻은 상관성 높은 대사기전 사이의 관계를 추적하여, Aminosugar and nucleotide sugar metabolism 의 결핍에 관여되어 있는 대사기전을 발견하였다. 이 대사기전 안에서 주로 당알코올의 축적이 ANM의 Supply metabolites를 결핍시킨다는 것을 PPMCC에 기반한 상관관계 네트워크 분석으로부터 검증하였으며, 교호작용에 대한 관찰로써 Supply metabolites의 결핍과 당알코올의 축적이 연관이 되어 있음을 결론지었다. 이러한 숙주 중심의 대사 반응을 상관관계 네트워크 분석으로 관찰하는 방법으로써 대사기전의 변화 및 그로 인한 결핍이 특정 질병원이 될 수 있음을 보였으며, 대사체학 연구에 적절한 도구로 사용가능함을 확인하였다.