KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

(왼쪽부터) 생명과학과 김윤기 교수, 조원기 교수, 황현정 박사, 박태림 박사과정, 김형인 박사과정

< (왼쪽부터) 생명과학과 김윤기 교수, 조원기 교수, 황현정 박사, 박태림 박사과정, 김형인 박사과정 >

 

우리 대학 생명과학과 김윤기 교수조원기 교수 공동연구팀이 비정상 단백질을 처리하기 위해 형성되는 응집체의 형성 경로를 촉진하는 새로운 인자를 규명했다고 밝혔다. 

김윤기 교수조원기 교수 공동연구팀은 비정상 단백질 처리경로에서 YTHDF2 단백질이 UPF1을 통해 기존에 알려진 CTIF, eEF1A1, 디낵틴1(Dynactin1) 복합체와 상호작용하며비정상 단백질을 비정상 단백질 집합소인 애그리좀(aggresome)으로 수송하는 경로를 조절한다고 밝혔다비정상 단백질 처리경로에 관여하는 새로운 인자를 규명하고단백질 품질검증에서 중요한 역할을 한다는 사실을 밝힘으로써 비정상 단백질에 의해 야기 되는 퇴행성 신경질환의 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다. 

생명과학과 황현정 박사박태림 박사과정김형인 박사과정이 공동 제저자로 참여한 이번 연구는 10월 6일 국제 학술지 `네이처 커뮤니케이션즈(Nature communications)'에 게재됐다. 

인간의 몸에서는 다양한 생명 활동을 위해 끊임없이 새로운 단백질이 생성되고 사라진다단백질 형성과정에서 정상적인 단백질뿐만 아니라 비정상적인 단백질이 형성되기도 한다새롭게 형성되는 단백질의 품질검증은 정상적인 생명 활동에 매우 중요하다비정상적인 단백질의 축적은 다양한 질환을 일으킬 수 있다. 

비정상 단백질 처리경로는 CTIF, eEF1A1, 디낵틴복합체와 UPF1이 관여하며 비정상 단백질을 애그리좀으로 수송한다이와 같은 비정상 단백질 응집체는 특히 치매파킨슨병 등 퇴행성 신경질환 환자의 뇌에서 많이 발견된다.

그림 1. 비정상 단백질 집합소(애그리좀) 형성에 관여하는 YTHDF2 단백질. 면역형광법을 이용하여 YTHDF2 단백질이 없을 때 애그리좀이 잘 형성되지 않는 것을 보여줬다. 이는 YTHDF2 단백질이 애그리좀 형성에 관여하는 인자임을 보여준다.

< 그림 1. 비정상 단백질 집합소(애그리좀) 형성에 관여하는 YTHDF2 단백질. 면역형광법을 이용하여 YTHDF2 단백질이 없을 때 애그리좀이 잘 형성되지 않는 것을 보여줬다. 이는 YTHDF2 단백질이 애그리좀 형성에 관여하는 인자임을 보여준다. >

 

mRNA에는 전사 후 변형 과정을 통한 다양한 mRNA 변형이 일어난다. mRNA 변형은 mRNA 품질검증단백질 번역 등 다양한 mRNA 대사에 중요하다그 중 m6A(N6-메틸아데노신)는 mRNA 내부에 가장 많이 존재하는 mRNA 변형으로 알려져 있다. 

m6A는 다양한 인식 단백질에 의해 인식되며어떤 단백질에 의해 인식되는가에 따라 다양한 mRNA 대사에 영향을 준다그 중 YTHDF2 단백질은 m6인식 단백질로써 UPF1과 상호작용하며 RNA 분해경로를 조절한다. 

연구팀은 YTHDF2 단백질이 기존 연구에서 밝혀진 mRNA 분해경로뿐만 아니라 비정상 단백질 처리경로를 조절한다는 사실을 밝혔다. 

연구 결과, YTHDF2 단백질은 m6A RNA와 독립적으로 비정상 단백질 처리경로에서 애그리좀 형성을 조절했다면역 침강반응에서 YTHDF2 단백질은 UPF1과의 상호작용을 통해 CTIF, eEF1A1, 디낵틴1으로 이루어진 복합체에 합류하여 복합체와 모터 단백질 디네인(Dynein) 사이의 상호작용을 조절했다. 

복합체와 YTHDF2 단백질이 상호작용하지 못하는 경우 애그리좀이 잘 형성되지 않았으며그로 인한 세포 사멸이 촉진됐다이는 YTHDF2 단백질이 비정상 단백질 처리경로의 핵심 단백질임을 나타낸다.

그림 2. YTHDF2 단백질을 통한 비정상 단백질 제거 메커니즘.     비정상 단백질이 세포 내에 축적될 경우, CTIF-eEF1A1-디낵틴1-UPF1 복합체가 잘못된 단백질을 인식한다. YTHDF2 단백질은 UPF1과의 상호작용을 통해 복합체에 합류하며, 복합체와 디네인 사이의 상호작용을 조절한다. YTHDF2 단백질이 존재할 때, 복합체와 디네인 사이의 상호작용이 증가하며 비정상 단백질의 수송이 촉진되어 정상적으로 애그리좀이 형성된다. 형성된 애그리좀은 최종적으로 리소좀에 의해 세포 내에서 제거된다.

< 그림 2. YTHDF2 단백질을 통한 비정상 단백질 제거 메커니즘. 비정상 단백질이 세포 내에 축적될 경우, CTIF-eEF1A1-디낵틴1-UPF1 복합체가 잘못된 단백질을 인식한다. YTHDF2 단백질은 UPF1과의 상호작용을 통해 복합체에 합류하며, 복합체와 디네인 사이의 상호작용을 조절한다. YTHDF2 단백질이 존재할 때, 복합체와 디네인 사이의 상호작용이 증가하며 비정상 단백질의 수송이 촉진되어 정상적으로 애그리좀이 형성된다. 형성된 애그리좀은 최종적으로 리소좀에 의해 세포 내에서 제거된다. >

 

또한연구팀은 단일입자추적(Single-particle imaging) 기법초고해상도 이미징(Super-resolution imaging) 기법을 사용하여 YTHDF2 단백질이 없는 경우 비정상 단백질의 수송 속도가 느려지며애그리좀이 비정상적인 형태로 형성된다는 것을 입증했다. 

비정상 단백질 처리경로에 관여하는 새로운 인자를 규명하고 기존에 알려져 있던 인자들과의 관계를 밝힘으로써 비정상 단백질에 의해 야기 되는 퇴행성 신경질환의 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다. 

한편 이번 연구는 한국연구재단과 서경배과학재단의 지원을 받아 수행됐다.

https://news.kaist.ac.kr/news/html/news/?mode=V&mng_no=31890


List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
75 정종경 교수 이달의 과학기술자상 12월 수상자로 선정 과사무실 2006.12.11 12333
74 정현정 교수, 한국 로레알-유네스코 여성과학자상 펠로우십 수상 file 생명과학과 2019.07.04 5606
73 정현정 교수님_도파민의 성질로 박테리아 생장의 실시간 탐지 기술 개발​ 생명과학과 2020.12.09 1331
72 정현정교수_ 커피링 효과로 감염병 신속진단 기술 개발 생명과학과 2020.09.17 2351
71 정형록 박사과정 학생, 최광욱 교수 Development Cell 게재(2016.02) / Hyung-Lok Chung, a Ph.D candidate and Prof. Kwang-Wook Choi published a paper in Dev. Cell (2016.02) 생명과학과 2016.03.11 12054
70 제1회 젊은 파스퇴르상 카이스트 석권! 과사무실 2010.03.02 11744
69 제5회 연구노트 경진대회(Lab Note Contest) 시상식 file 생명과학과 2020.04.03 4410
68 조병관 교수, 세계경제포럼 Young Scientist 에 선정! 과사무실 2012.09.17 13923
67 조병관 교수님 _Newly discovered metabolic pathway uses single carbon gases as a feedstock file 생명과학과 2020.11.20 3632
66 조병관 교수님_ 미생물 이용한 탄소 가스 활용기술 개발 file 생명과학과 2020.03.27 3452
65 조병관 교수님_Antibiotic tolerance study paves way for new treatments 생명과학과 2021.02.19 1754
64 조병관 교수님_Antibiotic tolerance study paves way for new treatments 생명과학과 2021.03.03 747
63 조병관교수님_온실가스를 바이오 물질로 전환…미생물 활용한 '인공광합성' 성공 생명과학과 2021.03.10 822
62 조홍석 박사과정 학생, Traveling Award 및 Best Presentation Award 수상 과사무실 2010.07.16 11606
61 주형석 박사와 김은진 학생(강창원 교수 Lab), ‘2009 캠퍼스 특허전략 유니버시아드 대회’에서 기업 CEO상을 수상! 과사무실 2009.12.01 17608
60 초파리의 일주기 리듬에 관여하는 새로운 유전자 발견... 최준호 교수 연구팀 과사무실 2007.07.20 12914
59 최광욱 교수, 2014 국내 바이오분야 연구성과 및 뉴스 Top5 선정 / Prof. Kwang-Wook Choi was selected as Top 5 news of 2014 in domestic bio research field 과사무실 2015.01.15 13388
58 최광욱 교수, 홍성태 박사 Nature Communications 논문 게재(2016.09) / Prof. Kwang-Wook Choi and Dr. Sung-Tae Hong published a paper in Nature Communications 생명과학과 2016.10.06 14724
57 최광욱 교수님 실험실 목정완 박사과정 학생, '2017 페임랩 코리아’ 대상 수상 생명과학과 2017.05.15 21370
56 최길주 교수 美 광생물학회 학술지 부편집장으로 선임 과사무실 2003.09.22 14141
Board Pagination Prev 1 ... 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Next
/ 22