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- 양성욱 교수 연구팀 “낮과 밤의 전환에 따라 식물의 miRNA 생합성을 억제하는 프로테이즈 동정하고 그 기능을 최초로 규명”
- 양성욱 교수 연구팀 “낮과 밤의 전환에 따라 식물의 miRNA 생합성을 억제하는 프로테이즈 동정하고 그 기능을 최초로 규명” 본 연구팀은 낮과 밤이 전환되는 과정에서 식물의 miRNA 생합성을 억제하는 프로테이즈를 최초로 규명했다. 이 연구는 PNAS (Proc. Natl. Acad. Sci. USA) 논문에 2022년 2월 게재됐었다 (“HYL1-CLEAVAGE SUBTILASE 1 (HCS1) suppresses miRNA biogenesis in response to light-to-dark transition.” PNAS (2022) doi.org/10.1073/pnas.2116757119) 현재까지 miRNA 생합성 과정에 관여하는 주요 프로세서 단백질들의 기능에 대해 잘 알려져 있지만 단백질들의 조절, 특히 분해조절 기작에 대한 연구는 굉장히 미흡한 상태였다. 광상태에 비해 암상태에서 HYL1 단백질 수준이 굉장히 낮아지게 되는데, 이때 광신호 조절에 중요한 유전자인 COP1 E3 ligase가 관여하게 된다. 본 연구에서 세포질 단백질인 HCS1(HYL1-Cleavage Subtilase 1) 프로테이즈를 동정하였고, HCS1가 HYL1 단백질에 직접 결합하여 분해를 조절하는 것을 밝혔다. 또한 HCS1은 COP1 단백질과 결합하여 세포질의 HYL1 단백질 분해를 억제하게 된다. 빛에 따른 COP1-HCS1결합의 유무를 통해 HYL1 단백질 수준을 조정하여 miRNA 생합성 과정이 조절되는 새로운 메커니즘을 제시하였다. 본 연구는 정현주 연구교수가 주도하였고, 최석원 박사가 참여하였고, 제주대학교 부경환박사, 제노헬릭스의 조석근박사의 공동 연구로 진행되었다. 참여저자: 김지은, 오영경 학생, 한민균 학생, 유문영 박사, 이창우 박사, 크리스천 뮬러 학생, 프라틱 샤 박사, 김구민 학생, 양우림 박사
- 시스템생물학과 관리자 2022.02.17
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- 연세대-경상국립대 연구팀, "헬리코박터만 위 질환을 유발하는 것이 아니다"
- 연세대-경상국립대 연구팀, "헬리코박터만 위 질환을 유발하는 것이 아니다" 위 질환이 있는 사람의 위강내 미생물을 이식받은 무균 마우스에서 위암 전단계에 보이는 전암성 병변이 나타나 주목받고 있다. 한국연구재단은 이용찬, 남기택, 김지현 교수(연세대학교) 연구팀이 경상국립대학교 권순경 교수와의 공동연구를 통해 위 질환환자의 위강내 미생물에 의한 마우스에서의 위 질환 유도에 성공했다고 밝혔다. 사람과 유사한 위강 미생물 환경을 보유한 새 동물모델을 구축, 마이크로바이옴(microbiome)과 인체 위 질환의 상관관계를 밝히는데 귀중한 재료가 될 것으로 기대된다. 연구팀은 사람의 위 조직 혹은 위액을 토대로 위강내 전체 미생물군집을 무균 마우스에 이식하여 사람의 위강 마이크로바이옴과 유사한 마우스 모델을 얻는데 성공했다. 장상피화생 또는 위암이 있는 환자의 위강 내 미생물군집을 이식받은 무균 마우스 위 점막에서 염증과 전암 병소인 장상피화생이 높은 비율로 관찰되었다. 또한, 1년 장기추적한 결과, 이들 무균마우스에서 높은 비율로 전암성 병변인 이형성이 진행된 현상을 관찰하였다. 나아가 연구진은 병변 유발에 관여하는 미생물을 추적하고자 사람과 마우스의 미생물군집 정보를 비교 분석하였다. 그 결과 인체 미생물군집이 마우스에 선택적으로 정착하며, 이식 받은 무균 마우스의 위 조직에 헤모필루스, 게멜라, 베일로넬라 속 세균이 상대적으로 많이 존재하는 반면 아커만시아와 박테로이즈 속 세균은 적다는 것을 알아냈다. 한편 헬리코박터 파일로리는 환자의 위에 높은 비율로 존재함에도 불구하고 이식받은 무균 마우스의 위 조직에서는 관찰되지 않았다. 헬리코박터 파일로리 뿐만 아니라 위 속 다른 미생물도 위암 등 위 질환을 유발할 수 있음을 보여준 셈이다. 이용찬 교수는 “분변 샘플을 재료로 하는 대장 마이크로바이옴에 비해 위강 마이크로바이옴에 대한 논문은 상대적으로 적다”면서 “우리나라의 높은 위암 발병률을 고려할 때 이번에 구축된 마우스 모델이 위 질환 원인 미생물 규명에 도움이 될 것”이라고 설명했다. 위암화 과정을 동물모델에서 직접 구현한 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오·의료기술개발사업 등의 지원으로 수행되었으며 연구결과는 거트(Gut)에 2021. 8월 13일(온라인) 발표되었다. 논문명 : Human gastric microbiota transplantation recapitulates premalignant lesions in germ-free mice 저널명 : Gut (2020 JCR IF = 23.059) 출처: [BRIC Bio통신원] 헬리코박터만 위 질환을 유발하는 것이 아니다 ( https://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=334492 )
- 시스템생물학과 관리자 2022.01.16
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- 배현숙 교수 연구팀 "엽록체와 내막계에 위치하며 POR와 BR 수용체 BRI1을 기질로 결합하는 DAY 샤페론의 식물의 빛 성장 (photomorphogenesis) 조절 메커니즘 분석 "
- 엽록체와 내막계에 위치하며 POR와 BR 수용체 BRI1을 기질로 결합하는 DAY 샤페론의 식물의 빛 성장 (photomorphogenesis) 조절 메커니즘 분석 본 연구실은 CPP1 엽록체 샤페론의 엽록소 생합성 효소 POR를 보호하는 기작을 밝혀 2013년 Plant Cell에 발표하였다. 이번 논문은 CPP1 논문의 후속으로 CPP1의 homolog인 CPP2/DAY 샤페론의 기능을 규명하였다. 엽록체와 내막계에 위치하며 POR와 BR (Brassinosteroid) 수용체 BRI1을 기질로 결합하며 보호하는 DAY 샤페론의 식물의 빛 성장 (photomorphogenesis) 조절 메커니즘을 분석하였다. DAY 샤페론은 식물의 초기 빛 성장의 핵심인 엽록체 발달과 BR 신호전달을 동시에 조절하는 매우 중요한 식물 생장조절 인자이다. 또한 최근 BR 신호전달의 하위인자인 BZR transcription factor와 BIN2 kinase가 TOR 신호전달의 downstream effector로 작용한다는 것이 발표되었다. DAY는 엽록체에도 존재하지만 내막계에도 위치하며 엽록소 생합성 효소인 POR와 BR receptor BRI1의 샤페론으로 작용함. DAY 단백질끼리의 상호작용을 BiFC와 co-IP를 이용하여 분석하였으며 이 상호작용은 엽록체와 내막계에서 동시에 일어난다. 또한 DAY 유전자가 RNAi기법으로 silencing 되었을 때 BRI1 receptor의 subcellular localization을 pBRI1::BRI1-GFP line과 cross하여 분석하였는데 정상조건에서는 BRI1은 애기장대 뿌리세포의 세포막에 위치하고 있는데 DAY가 결핍되면 GFP signal이 줄어들면서 세포의 내부에서 주로 발견된다. Yeast two hybrid을 이용하여 DAY가 BRI1의 cytosolic kinase domain과 아주 강하게 결합하는 것을 밝혔다. DAY 샤페론은 식물 빛 성장의 핵심인 엽록체 발달과 BR 신호전달을 동시에 조절하는 매우 중요한 식물 생장조절 인자이다. Chaperone-like protein DAY plays critical roles in photomorphogenesis. Nature Communications 12, 4194. 이호석, 최일영, 전영, 인희경, 조희경, 김지우, 김재희, 이정민, 이성희, Julian Bünting, 서동혜, 이탁, 이두화, 이인석, 오만호, 김태욱, Youssef Belkhadir*, 배현숙* (co-corresponding author) (2021)
- 시스템생물학과 관리자 2021.12.28
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- 김지현 교수 연구팀 "합성생물학 적용 대장암 치료제 마이크로바이옴에 효과 발견"
- 21.05.13 합성생물학 적용 대장암 치료제 마이크로바이옴에 효과 발견 시스템생물학과 김지현 교수와 정유숙 박사과정 학생이 (주)쎌바이오텍과의 공동연구를 통해 합성생물학 기술을 적용하여 대장암 치료 단백질 P8을 탑재한 프로바이오틱스가 장내 마이크로바이옴을 조절하여 장내 미생물 불균형을 완화하고 유익균의 증가와 유해균의 감소를 초래하는 것을 최초로 발견한 결과가 Springer Nature의 BioMed Central (BMC)에서 출판하는 최고의 마이크로바이옴 전문 학술지인 Microbiome에 “A synthetic probiotic engineered for colorectal cancer therapy modulates gut microbiota” 제목으로 게재됐다. 연구팀은 김치에서 분리한 토종 프로바이오틱스인 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) SL4 균주를 이용하여 치료용 단백질인 P8을 분비하는 시스템인 PP*-P8를 개발하였으며 이를 이종이식 종양 및 염증성 대장암 마우스 모델에 투여했을 때 우수한 항암 효과를 보인다는 것을 증명하였다. 또한 염증성 대장암 마우스 모델의 마이크로바이오타를 2개월 동안 추적한 결과 PP*-P8을 투여하는 동안 유익균인 아커만시아(Akkermansia)가 증가하고 유해균인 튜리시박터(Turicibacter)가 감소하였으며 장내 불균형이 완화되는 등 항암 효과와 더불어 장내 마이크로바이옴 조절 효과도 있다는 것을 규명하였다. 아커만시아는 최근 여러 대사 질환에 예방 또는 치료 효과를 보여 차세대 프로바이오틱스로 각광받고 있는 균주이다. 일반적으로 대장암 치료에 사용되는 항암 화학요법은 암세포뿐만 아니라 빠르게 분열하는 정상세포에도 작용하기 때문에 위장관계 부작용이나 골수 기능 저하 등 다양한 부작용을 유발한다. 또한 화학요법 중 발생하는 항암제 내성 현상은 대장암 사망률의 가장 큰 원인으로 꼽히고 있으며 장내 미생물이 치료 효과에 큰 영향을 미친다고 알려져 왔다. 그렇기 때문에 최근 들어 마이크로바이옴 기반의 치료제에 많은 관심이 집중되고 있는 상황이지만, 기존에 개발되어 왔던 표적 미생물 항암제는 살모넬라, 리스테리아, 클로스트리디움 등과 같은 병원 미생물 중심으로 연구가 진행되어 왔기 때문에 안전성에 취약하다는 한계가 있었다. 연세대-쎌바이오텍 공동연구팀은 치료용 단백질인 P8을 분비하는 합성 프로바이오틱스 균주 PP*-P8을 통해 효과적으로 대장암을 치료할 수 있을 뿐만 아니라 장내 마이크로바이옴에 긍정적으로 작용함으로써, 화학요법의 부작용과 항암제 내성을 완화시킬 수 있는 미생물 기반 항암 치료제의 효과를 처음으로 규명한 연구라는 점에서 의의가 있다. 마이크로바이오타 분석과 실험적 검증을 주도한 제1저자 정유숙 박사과정 학생은 “이번 연구에서 밝혀진 PP*-P8의 항암 및 장내 미생물 조절 효과는 합성 미생물 기반 마이크로바이옴 신약의 가능성을 입증한 사례로써, 향후 기존 항암 화학요법의 한계를 보완할 수 있는 새로운 개념의 바이오치료제 개발에 활용될 수 있을 것”이라고 연구의 의의를 제시했다. 이번 성과에 대해 김지현 교수는 “한국인의 대장암 발생률은 세계 2위이다. 미생물 신약은 독성이 강한 화학요법에 비해 부작용이 적고 항암효과도 우수할 뿐만 아니라 무너진 장내 환경 개선도 가능하다. 부작용과 재발 가능성이 적은 항암 치료제를 개발하는 데 도움이 되기를 바란다.”고 밝혔다.
- 시스템생물학과 관리자 2021.12.28
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- 김우택 교수, 과학기술훈장 웅비장 수상
- [김우택 교수, 과학기술훈장 웅비장 수상] 생명시스템대학 시스템생물학과 김우택 교수는 2021년 4월 21일 개최된 ‘2021년 과학·정보통신의 날 기념식’에서 과학기술 진흥에 기여한 공적으로 과학기술훈장 웅비장을 수상했다. 이번 시상식은 제54회 과학의 날(4월 21일)과 제66회 정보통신의 날(4월 22일)을 맞아, 과학기술·정보통신 진흥 및 국가연구개발 성과평가 유공자에 대한 정부포상을 통해 자긍심과 명예를 진작하고, 과학기술과 정보통신을 기반으로 ‘회복·포용·도약’의 시간을 만들어 가겠다는 의지를 다지는 자리로 마련됐다. 과학기술 진흥 부분에는 훈장 26명, 포장 9명, 대통령 표창 20명, 국무총리 표창 24명 등 총 79명이 선정되었다.
- 시스템생물학과 관리자 2021.04.28
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- 양성욱·배현숙 교수팀, 식물 마이크로 RNA (miRNA)의 생합성을 억제하는 새로운 조절 인자 규명
- 생명시스템대학 시스템생물학과 양성욱 교수팀과 배현숙 교수팀이 공동연구를 통해 빛에 의해 안정화돼 식물 마이크로 RNA (miRNA)의 생성을 억제하는 새로운 조절 인자를 최초로 규명했다. 이 연구는 식물학 분야 권위지이자 Cell Press에서 발간되는 ‘몰레큘러 플랜트 (Molecular Plant)’에 2021년 2월 게재됐으며, 그 중요성과 우수성을 인정받아 ‘SPOTLIGHT’로 선정돼 소개됐다 (Park, et al., “Light-Stabilized FHA2 Suppresses miRNA Biogenesis through Interactions with DCL1 and HYL1.” Molecular Plant 2021. doi.org/10.1016/j.molp.2021.01.020). 현재까지 알려진 miRNA 생합성의 조절인자들은 대부분 miRNA 생합성 과정에서 양성 조절을 하는 것으로 보고되었고, 억제 조절자로 보고된 인자는 SERRATE에 상호작용하여 pri-miRNA의 구조를 변화시키는 CHROMOSOME REMODELING2 (CHR2)가 유일하다. 본 연구는 CHR2 외에 또 다른 miRNA 생합성의 음성 조절자인 FHA2 발견해 그 기능을 최초로 규명했다. 특히 식물이 빛에 노출되면 miRNA 생합성의 핵심 인자들과 pri-miRNA들의 상당한 축적이 유발됨에도 핵심 효소인 DCL1의 활성은 감소해 결과적으로 miRNA 수준은 상대적으로 일정하게 유지된다. 이러한 모순적 변화의 기본적인 작용원리는 그동안 명확하게 밝혀지지 않았으나, 이번 연구를 통해 빛의 변화에 따라 FHA2와 DCL1의 안정성이 동기화됨으로써 식물이 miRNA 생산에 있어 균형을 유지하도록 도울 수 있다는 증거가 제시되었다. 본 연구는 배현숙 교수 연구팀의 박승준 박사와 양성욱 교수 연구팀의 최석원 박사(공동 제1저자)가 주도하였고, 양성욱 교수팀의 김구민 학생과 Christian Møller 학생이 공동연구로 참여하였다.
- 시스템생물학과 관리자 2021.03.04
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- 양성욱 교수, Pratik Shah 연구교수 (제1저자), Riddhi Nagda 학생 (제1저자) DNA hairpin의 Head-to-Head dimerization (머리-맞
- 2020-07-31 양성욱 교수 , Pratik Shah 연구교수 (제 1 저자 ), Riddhi Nagda 학생 (제 1 저자 ) DNA hairpin 의 Head-to-Head dimerization (머리 -맞댐 이합체화 )를 야기하는 은나노클러스터 (AgNCs)가 강력한 오렌지색 형광을 방출하는 기작을 나노화학적으로 규명 시스템생물학과 양성욱 교수 연구팀은 덴마크 코펜하겐 대학교의 Morten J. Bjerrum 교수연구팀 , Peter W. Thulsrup 교수연구팀 , 생명공학과의 노영훈 교수연구팀 , 전남대 김태환 교수연구팀 , 원자력연구원 연구팀 , 미국오크리지연구팀과 공동 연구를 통하여 DNA hairpin 구조의 비특이적 이합체화가 은나노클러스터에 의해서 형성될 수 있으며 강력한 오렌지 형광을 방출한다는 것을 규명하였다 . 이 연구는 ACS NANO 온라인판 (2020 년 6 월 )에 게재되었다 . (Noncanonical Head-to-Head Hairpin DNA Dimerization Is Essential for the Synthesis of Orange Emissive Silver Nanoclusters. ACS Nano. 2020 Jun 22. doi: 10.1021/acsnano.0c03095.). 일반적으로 DNA 는 형광을 띠고 있지 않지만 , 은나노클러스터가 결합하면 독특한 적색 , 청색 , 오렌지색 등 다양한 형광을 띤다 . DNA/은나노센서의 형광 특질을 다양한 생체물질을 검출하거나 질병 진단에 활용할 수 있었지만 , 그 형광의 발색 특질이 형성되는 이유가 나노화학적으로 밝혀지지 않았다 . 공동연구진은 5 년에 걸친 연구 끝에 , 마주 보는 두 개의 머리핀 구조 (hairpin)의 DNA 가 머리 -맞댐 결합 구조 (head-to-head dimer structure)를 형성할 때 강력한 오렌지 형광을 띠게 된다는 사실을 발견했다 . 이번 성과는 원자력 현미경 , 중입자 가속기 등을 사용하여 DNA/AgNCs (은나노클러스터 ) 구조를 관찰 할 수 있었기 때문에 가능했다 .
- 시스템생물학과 관리자 2020.08.19
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- 양성욱 교수, Reka Geczy 박사(1저자), Pratik Shah 연구교수 (공동저자) DNA hairpin의 저중결합(oligomerization)을 야기하는 은나노클러스터
- 2020-07-31 양성욱 교수 , Reka Geczy 박사 (1 저자 ), Pratik Shah 연구교수 (공동저자 ) DNA hairpin 의 저중결합 (oligomerization)을 야기하는 은나노클러스터 (AgNCs)의 계면결합 (Interfacial Binding) 기작을 규명 시스템생물학과 양성욱 교수 연구팀은 덴마크 코펜하겐 대학교의 Morten J. Bjerrum 교수연구팀 , Peter W. Thulsrup 교수연구팀과의 공동 연구를 통하여 DNA 의 비특이적 계면결합이 은나노클러스터에 의해서 형성될 수 있음을 규명하였다 . 이 연구는 Angewandte Chemie International Edition 온라인판 (2020 년 6 월 )에 게재되었다 . (Formation and Structure of Fluorescent Silver Nanoclusters at Interfacial Binding Sites Facilitating Oligomerization of DNA Hairpins. Angew Chem Int Ed Engl. 2020 Jun 9. doi: 10.1002/anie.202005102). DNA 이중나선 결합은 생물학적으로 Watson-Crick base-paring 을 기본으로 하고 있다 . 하지만 DNA hairpin 2 차 구조를 형성할 수 있는 염기서열을 가지고 있는 경우 , loop 의 구조를 이루는 지역의 뉴클레오타이드 (Nucleotide)들이 은나노클러스터에 의해서 non-canonical Watson-Crick base-paring (비정형 와트슨 크릭 결합 )을 형성할 수 있다는 것을 나노화학적으로 규명하였다 . 이 연구는 모든 생명체에서 유전자 발현 조절에 중요한 기능을 하는 DNA hairpin 구조의 비특이적 2 차 구조를 처음으로 보고한 것이다 .
- 시스템생물학과 관리자 2020.08.19
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- 조혜인 박사, 김민성 박사(공동 제1저자)를 포함한 장연규 교수 연구팀, 마우스 배아줄기세포의 분화와 세포주기 조절에 필수적인 Brpf3-Huwe1-Myst2 단백질 조절 기전 규
- 2020-07-03 조혜인 박사 , 김민성 박사를 포함한 장연규 교수 연구팀 , 마우스 배아줄기세포의 분화와 세포주기 조절에 필수적인 Brpf3-Huwe1-Myst2 단백질 조절 기전 규명 우리 시스템생물학과의 장연규 교수 연구팀은 마우스 배아줄기세포에서 히스톤 아세틸화효소인 Myst2 단백질의 안정성이 Brpf3 과 Huwe1 에 의해 조절되고 , 이러한 조절이 배아줄기세포의 적절한 분화와 세포주기에 핵심 역할을 한다는 것을 밝혔다 . 배아줄기세포는 배반포의 내부 세포 덩어리로부터 유래된 줄기세포로 모든 종류의 세포로 분화할 수 있는 전분화능과 자기 자신을 무한히 복제할 수 있는 자기 재생 능력을 가지고 있다 . 이러한 배아줄기세포의 분화 조절과 다양한 세포 기전을 연구하는 것은 배아의 발달 과정을 이해하는 작업과 줄기세포 치료법의 개발에 큰 도움이 되고 있다 . 장연규 교수 연구팀의 선행 연구에 따르면 히스톤 아세틸화효소인 Myst2 가 미분화상태인 배아줄기세포의 전분화능을 유지하는데 관여하는데 , 이 때 , Myst2 의 발현이 감소하면 배아줄기세포의 전분화능이 더 이상 유지되지 않고 분화를 유도하는 분자스위치로 작용한다 . 따라서 , Myst2 의 단백질 양 조절이 배아줄기세포의 유지와 분화에 중요한 역할을 할 것으로 예상되었지만 배아줄기세포에서 Myst2 단백질의 안정화 조절 기전은 밝혀진 바 없었다 . 본 연구에서는 배아줄기세포 내에서 Myst2 단백질이 E3 유비퀴틴 연결효소인 Huwe1 에 의해 유비퀴틴화 된 후 단백질 분해 공장인 프로테아솜을 통해 분해되고 , 이러한 분해 과정은 Myst2 의 결합단백질인 Brpf3 에 의해 저해되는 것을 밝혀냈다 . 특히 , Brpf3 는 Myst2 와 Huwe1 단백질 모두에 결합할 수 있고 , 이를 통해 Huwe1 에 의한 Myst2 의 유비퀴틴화를 막는 것을 확인하였다 . 장연규 교수 연구팀은 또한 Brpf3-Huwe1 에 의한 Myst2 단백질 조절이 배아줄기세포의 분화뿐만 아니라 세포주기에도 영향을 미치는 것을 규명하였다 . 이 과정에서 Brpf3 과발현으로 인한 Myst2 단백질 양의 비정상적인 증가는 배아줄기세포의 초기 분화과정을 지연시키는 것뿐 아니라 세포주기의 진행 속도가 정상 세포보다 빨라지는 이상 현상과 연관됨이 관찰되었다 . 이는 배아줄기세포의 분화와 세포 주기가 서로 밀접하게 연관되어 있다는 기존의 연구 결과와도 잘 맞아떨어지는 결과이다 . 결과적으로 , 본 연구는 특정 단백질 분해를 유도하는 Huwe1 과 이를 방어하는 방패 역할의 Brpf3 에 의한 Myst2 단백질의 정교한 조절이 배아줄기세포의 초기 분화와 세포주기 조절에 매우 중요하다는 것을 말해준다 . 또한 배아줄기세포의 분화와 세포주기 조절에 있어 Huwe1-Brpf3-Myst2 결합체의 정교한 상호작용이 중요하다는 사실을 처음으로 규명한 연구라는 점에서 의의가 있다 . 본 연구는 대한민국 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었으며 , 네이처 출판그룹에서 출간되는 저명한 국제 학술지인 세포사멸과 분화 (Cell Death and Differentiation)에 2020 년 6 월 18 일 온라인 게재되었다 .
- 시스템생물학과 관리자 2020.08.19
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- 연세대 조진원 교수팀, 암세포의 무한증식을 가능하게 하는 당수식화 기작 규명
- 2020-07-03 연세대 조진원 교수팀 , 암세포의 무한증식을 가능하게 하는 당수식화 기작 규명 종양억제단백질 LATS2 에 붙는 당분자 ‘오글루넥 ’이 암의 무한증식을 일으키는 기작 규명 연세대학교 조진원 교수 (시스템생물학 ) 연구팀은 종양억제단백질 LATS2 의 오글루넥수식화를 최초로 발견하고 이러한 당수식화 현상이 암세포의 무한증식을 가능하게 한다는 사실을 규명했다 . 연구결과는 세계적인 학술지 Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America(PNAS:미국국립과학원회보 )에 게재됐다 (제 1 저자 : 김은아 박사 ). 우리 몸의 세포는 이웃한 세포의 수가 증가해 세포밀도가 높아지면 증식을 멈춘다 . 간 , 폐 등의 조직이 적절한 크기를 유지할 수 있는 것은 바로 이러한 조절 덕분이다 . 그러나 암세포는 세포가 과밀한 환경에서도 지속적으로 그 수를 늘려간다 . 암세포가 무한증식이 가능한 것은 세포의 증식을 조절하는 ‘히포신호전달 (Hippo signaling pathway)’이 원활하게 일어나지 않기 때문이다 . 조진원 교수팀은 히포신호전달의 중심인자인 종양억제단백질 'LATS2'에 당분자의 일종인 오글루넥 (O-GlcNAc)이 달라붙으면 LATS2 의 활성이 억제돼 히포신호전달을 지속적으로 방해한다는 사실을 밝혔다 . 암세포는 정상세포보다 훨씬 많은 포도당을 흡수한다 . 따라서 포도당을 원료로 하는 오글루넥수식화의 비정상적인 증가는 여러 암세포에서 관찰되는 공통적인 현상이다 . 연구팀은 이러한 암세포 내의 비정상적으로 증가된 오글루넥수식화를 억제시켰을 때 , 히포신호전달의 최종 단백질인 전사인자 YAP/TAZ 가 핵 밖으로 이동하는 것을 확인했다 . YAP/TAZ 의 직접적인 억제자인 LATS2 의 오글루넥수식화를 조사한 결과 , LATS2 의 특정 아미노산 잔기 (436 번째 아미노산인 트레오닌 )에 부착된 오글루넥이 LATS2 의 활성화에 관여하는 MOB1 단백질과의 결합을 억제해 LATS2 의 활성화를 막았다 . 실제로 그 자리에 오글루넥이 붙지 않는 LATS2 돌연변이의 경우 LATS2 의 활성이 증가해 종양의 성장을 반 이상 감소시켰다 . LATS2 는 YAP/TAZ 의 직접적인 저해자이기도 하지만 YAP/TAZ 가 발현시키는 단백질이기도 하다 . 즉 , LATS2 는 YAP/TAZ 의 활성을 일정수준으로 지속시켜주는 음성피드백의 핵심단백질인 셈이다 . 따라서 조진원 교수팀의 연구결과는 암세포에서 히포신호전달이 지속적으로 약화되는 이유를 설명할 수 있다는 점에서 그 의의가 크다 . 현대의학의 지속적인 발달에도 불구하고 암에 의한 사망률은 매년 증가하고 있다 . 오글루넥의 비정상적인 증가와 히포신호전달의 약화는 다양한 기원의 여러 암세포에서 공통적으로 나타나는 형질이며 , 히포신호전달은 암의 증식뿐 아니라 전이 및 발생과도 깊게 연관되어 있다 . 따라서 LATS2 에 붙는 '오글루넥 ' 당분자를 제어할 수 있다면 오랜 시간 동안 인류를 위협해 온 암에 효과적으로 대응할 수 있을 것이라는 ‘달콤한 ’ 기대를 해본다 . 본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 집단연구지원사업 및 바이오 ·의료기술개발사업의 지원으로 수행됐다 . 출처 : 교수신문 (http://www.kyosu.net)
- 시스템생물학과 관리자 2020.08.19