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Aspergillus fumigatus のメラニンとピオメラニン：その遺伝学から宿主との相互作用まで
Melanin and pyomelanin in Aspergillus fumigatus: from its genetics to host interaction.
PMID: 31020477 DOI: 10.1007/s10123-019-00078-0.
抄録
Aspergillus fumigatusは、世界的に分布する樹液性真菌であり、侵襲性アスペルギルス症の主な原因となっている。この真菌は、メラニン-ジヒドロキシナフタレンメラニン（DHN-メラニン）とピロメラニンの2種類のメラニンを産生することができる。これらの色素は、病原性因子と同様に、ストレスに対する重要な抵抗機構と考えられている。このレビューの目的は、メラニン産生の遺伝的基盤と代謝経路、それらの活性化、機能、および宿主免疫系との相互作用に関する現在の知見を提示することである。DHN-メラニン経路は、エンドソーム内の色素の起源と思われる6つの遺伝子（abr1、abr2、ayg1、arp1、arp2、およびpksP/alb1遺伝子）を含むクラスターにコードされており、そのコードされたタンパク質は、エンドソーム内の色素の起源であると考えられる。これらの小胞は分泌され、色素はその後、ロッドレット層の下のコニジウムの壁に位置している。DHN-メラニンとは異なり、ピオメラニンは独自の生合成経路を持たず、6つの遺伝子（hppD、hmgX、hmgA、fahA、maiA、hmgR）からなるL-チロシン/L-フェニルアラニン分解経路の活性化に関係しています。その産生はホモゲンチジン酸の重合によるものであり、コニダイルの発芽に関与している。近年の知見にもかかわらず、これらの色素の産生経路やA. fumigatusの病原性メカニズムにおける役割を確認するためには、さらなる研究が必要である。
Aspergillus fumigatus is a worldwide-distributed saprophytic fungus and the major cause of invasive aspergillosis. This fungus can produce two types of melanin-dihydroxynaphthalene melanin (DHN-melanin) and pyomelanin. These pigments are considered important resistance mechanisms to stress, as well as virulence factors. The aim of this review is to present the current knowledge of the genetic basis and metabolic pathways of melanin production, their activation, function, and interaction with the host immune system. The DHN-melanin pathway is encoded in a cluster that includes six genes (abr1, abr2, ayg1, arp1, arp2, and pksP/alb1 genes) whose encoded proteins seem to be the origin of the pigment in endosomes. These vesicles are secreted and the pigment is subsequently located in the wall of the conidium beneath the rodlet layer. Unlike DHN-melanin, pyomelanin does not have its own biosynthetic pathway but is related to the activation of the L-tyrosine/L-phenylalanine degradation pathway that includes a cluster of six genes (hppD, hmgX, hmgA, fahA, maiA, and hmgR). Its production is due to the polymerization of homogentisic acid and is linked to conidial germination. Despite the knowledge gained in recent years, further studies will be necessary to confirm the pathways that produce these pigments and their role in the virulence mechanisms of A. fumigatus.