| KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-08 |
|
 세포 주기에 의존하는 동원체(Centromere) 영역 염색질(chromatin)의 특유 조립 메커니즘에 관한 최신 연구성과가 지난 2014년 12월 31일, 세계적 권위를 자랑하는 저널인 `cell` 자매지 `developmental cell`에 게재되었다. 이 연구성과는 중국 과학원 바이오물리연구소 리궈훙(李国红) 연구팀에 의해 완성되었으며 장기간 동원체 생물학 분야의 CENP-A 조립 메커니즘을 둘러싸고 나타난 문제에 답을 제시한 것으로 평가된다.동원체는 구조와 기능이 고도로 특화된 염색질 구역으로, 세포 분열기(mitoic phase)에 동원체(kinetochore)의 조립을 유도하며 방추사(spindle fiber)의 견인 하에, 자매 염색분체(sister chromatids)의 분리 및 세포 양극 이동을 실현한다. CENP-A는 동원체 구역 염색질 표기 분자로서 히스톤(histone) H3의 변종에 속하며 특이하게 동원체 구역의 뉴클레오솜(nucleosome) 중의 핵심 히스톤 H3 대체가 가능하다. 또한 CENP-A는 동원체 구역에서 염색체와 게놈에 대한 안정성을 정확하게 조립할 수 있다. 여기에는 히스톤 H3을 포함한 통상적인 히스톤의 발현과 조립의 시간적 일치가 포함된다. 통상적으로 세포 주기의 S시기에 발생된다. 후손 DNA의 합성에 따라 신생된 통상적 히스톤이 신생 DNA 분자를 조립해 후손 DNA로 하여금 제때에 염색질을 포장하게 한다. 그러나 CENP-A는 통상적인 히스톤과 전혀 다른 발현과 조립 패턴을 갖고 있다. CENP-A는 주요하게 G2-M 시기에 발현되며 G1 조기에 동원체 구역의 조립이 완성된다. CENP-A 단백질의 발현은 자체 동원체 구역 염색질의 조립이라는 두 개 과정에서 상호 분리되고 또 긴밀하게 결합하는 것으로 특수한 제어의 내재적 메커니즘을 실현하기 때문에 이 분야에서 중요한 과학 과제로 부각되고 있다. 리궈훙 연구팀과 쉬루밍(许瑞明) 연구팀은 동원체 기능 구축과 핵심인자 유지의 조립 메커니즘 분야에서 다년간 협력해 왔으며 동원체 생물학 분야에서 핵심 과제를 해결하기 위하여 협력 통해 국제적으로 영향력이 있는 성과를 내놓았다. 두 연구팀은 지난 2011년에 인간 CENP-A 조립 전 복합물, 즉 CENP-A와 자체 조립 인자 HJURP 복합물의 결정 구조를 해석했을 뿐만 아니라 CENP-A 분자 상의 Ser68 잔여물을 가지고 HJURP를 식별하는 핵심 포인트(Hu et al., Genes and Development, 2011)를 규명했다. 이러한 연구 성과를 기반으로 두 연구팀은 생물화학과 세포 생물학 실험 분석을 통해 CENP-A 분자 상의 Ser68이 역(逆)인산화반응(Reversible phosphorylation)을 통해 HJURP 식별과 결합 능력을 제어할 수 있다는 것을 상세하게 규명했다. 또한 G2/M 시기 CENP-A 단백질이 발현된 후 Cdk1/CyclinB 활성 효소 복합물 촉매에 의해 Ser68의 인산화가 생성되기 때문에 M시기 CENP-A 분자가 존재하지만 Ser68 인산화의 CENP-A 분자가 HJURP에 의해 식별되지 않는다. 이는 CENP-A 분자가 M 시기 조립의 발생하지 않는 요인이다. 그러나 M 말기 Cdk1/CyclinB 활성이 낮아져 Ser68 인사화 반응이 PP1α 촉매에 의해 인산화 제거가 발생된다. 이는 HJURP로 하여금 CENP-A 분자를 식별하고 동원체 구역에 조립시킴으로써 후손 세포 중에서 동원체 구역 염색질의 정확한 유지를 완성한다. 한편, 위의 연구 성과는 리궈훙(李国红) 연구팀이 바이오물리연구소의 러우지중(娄继忠), 어우광숴(欧光朔), 왠정챵(袁增强) 연구팀 및 우한(武汉)대학의 장쇼둥(张晓东), 화둥(华东)사범대학의 궁제민(翁杰敏), 베이징(北京) 단백질 연구소의 쉬핑(徐平) 등 연구팀과 협력하여 완성했으며 중국 과학기술부, 자연과학기금위원회, 중국과학원 기금의 자금 지원을 받아 수행하였다. 그림: CENP-A Ser68의 역인산화 제어, HJURP 매개의 CENP-A 조립 메커니즘. | |
'Medical, Heath' 카테고리의 다른 글
| 종양세포를 제거할 수 있는 새로운 나노성장 기술 개발 (0) | 2015.01.08 |
|---|---|
| 저온에서 더 잘 복제되는 감기바이러스 (0) | 2015.01.08 |
| 피부 상에 존재하는 미생물에 의해 활성되는 면역 반응 (0) | 2015.01.08 |
| 가상의 음식으로 체중을 감소시키는 새로운 약물 (0) | 2015.01.08 |
| 세포 내 약물 전달 매개체 연구 (0) | 2015.01.08 |