| 재프로그래밍 효율 향상 인자 Gadd45a 발견 | ||
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 최근에 중국과학원 광저우(廣州)생물의약·건강연구원의 페이돤칭(裴端卿), 류싱궈(劉興國) 연구팀은 중국과학원 상하이(上海)생명과학연구원 쉬궈량(徐國良) 원사 및 독일막스플랑크(Max Planck)분자생물의학연구소 Hans Schöler와 공동으로 염색질 풀림인자 Gadd45a가 재프로그래밍 효율을 현저하게 증가시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 해당 발견은 재프로그래밍 초기의 이질염색질 변화규칙을 규명하여 새로운 인자를 선별할 수 있게 되었을 뿐만 아니라 염색질 풀림인자를 선별하는 플랫폼을 구축하여 세포 운명전환 과정에 광범위하게 응용될 수 있게 되었다. 이 연구 성과는 EMBO Reports 잡지에 온라인으로 발표되었다. 염색질을 진정염색질과 이질염색질로 분류할 수 있는데 전자는 확장 상태에 처해 있기에 전사활성을 보유하고 있지만 후자는 응집상태에 처해 있기에 전사활성이 없으며 양자의 상호 전환은 세포 운명전환의 핵심이다. 다기능성 줄기세포는 체세포에 비하여 염색질이 더욱 개방되었기에 이질염색질이 적다. 체세포 재프로그래밍이 다기능성 줄기세포를 유도하는 과정에 염색질 수준이 현저하게 재조합되지만 해당 과정의 규칙에 대한 인식이 아직 부족하다. 본 연구에서 연구팀은 생세포에서 진정염색질과 이질염색질의 풀림성을 실시간으로 정밀하게 정량화할 수 있는 이미징 방법을 개발한 후 적색 형광(HP1a-mCherry)으로 진정염색질과 이질염색질을 구분하고 녹색 형광(H1-GFP)의 FRAP로 주변 히스톤의 활성도를 정량화하여 진정염색질과 이질염색질의 풀림성을 각각 정량 분석하였다. 연구팀은 해당 이미징 방법을 실시간으로 체세포 재프로그래밍 과정에 응용하여 체세포 재프로그래밍 초기에 오직 이질염색질이 뚜렷하게 풀림되고 진정염색질은 뚜렷한 변화가 발생하지 않는다는 것을 발견하였다. 더 나아가 연구팀은 해당 방법으로 염색질의 풀림인자를 선별하여 더욱 새로운 고효율적인 재프로그래밍 방법을 개발하였다. 해당 방법으로 선별하고 감정한 Gadd45 패밀리 단백질은 뚜렷한 염색질 개방작용이 있으며 또한 재프로그래밍 효율을 대폭 증가시킬 수 있다. 메커니즘 연구를 거쳐 연구팀은 Gadd45a 단백질은 핵심 히스톤과의 상호작용을 통하여 히스톤과 DNA의 결합을 해리함으로써 이질염색질을 개방한다는 것을 발견하였다. Gadd45a는 긴밀히 결합된 이질염색질을 개방시켜 3종 인자가 쉽게 표적유전자와 결합될 수 있게 하여 다기능성 유전자의 발현을 증가시킨다. 연구팀은 진정염색질과 이질염색질에 대한 광퇴색후형광회복(FRAP) 기술을 구축하여 재프로그래밍 초기에 이질염색질은 풀림 변화가 발생되지만 진정염색질은 뚜렷한 변화가 없다는 것을 발견하였고 또한 염색질 풀림인자 Gadd45a가 재프로그래밍 효율을 뚜렷하게 증가시킬 수 있다는 것을 선별하고 감정하였으며 Gadd45a의 작용 메커니즘을 규명하였다. 본 연구에서 구축한 진정염색질과 이질염색질의 풀림성을 정밀하게 정량화하는 이미징 방법을 다양한 세포 운명전환 과정에 광범위하게 응용하여 세포 운명전환 과정의 염색질 변화 규칙을 규명할 수 있을 뿐만 아니라 새로운 관점의 세포 운명전환 기술을 개발할 수 있다. 정보출처 : http://www.ebiotrade.com/newsf/read.asp?page=20161017152325687 |
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