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
421 [김상규 교수님] 생명과학과의 낭만과학자 Eco Lab 대표 김사부(KAIST 유튜브) 생명과학과 2023.12.12 737
420 [김찬혁 교수님] 6월 ‘이달의 과학기술인상’ 수상 생명과학과 2023.06.08 738
419 [이승재 교수님] 생체 에너지 발전소 부산물로 병원균 감염 제어​ 생명과학과 2023.07.11 744
418 [정원석 교수님] 아동 학대로 인한 정신질환 발병 원인 최초 규명​ 생명과학과 2023.08.01 745
417 [정인경 교수님] 기저 질환이 없는 코로나19 환자의 중증 신규 유전적 위험 인자 규명 생명과학과 2022.09.29 748
416 [정인경 교수님] 암, 노화 등에 미치는 게놈 3차 구조의 신규 원리 발견​ 생명과학과 2023.04.10 755
415 [김학성 교수님] 알츠하이머 조기 진단하는 센서단백질 디자인하다​ 생명과학과 2023.12.08 758
414 [허원도 교수님] RNA 유전자 가위 정밀제어기술로 유전자 치료 성큼​ 생명과학과 2024.02.14 775
413 [김은준 교수님] 자폐 진단․ 치료 골든타임, 동물실험으로 확인 생명과학과 2022.09.27 781
412 [김학성 교수님, 김홍식 박사님] 암세포에만 약물 전달 가능한 클라트린 조립체 개발​ 생명과학과 2023.03.15 819
» [김윤기, 조원기 교수님] 비정상 단백질 처리에 관여하는 새로운 인자 발견 생명과학과 2023.10.12 828
410 [김은준 교수님] 대규모 한국인 자폐증 가족 유전체 연구를 통한 새로운 자폐 유전변이 최초 발견​ 생명과학과 2022.07.19 831
409 [김보람 박사님(서성배 교수님 연구실)] 한국뇌연구원 제2회 다한우수논문상 선정 생명과학과 2022.12.07 837
408 [김세윤, 양한슬 교수님] 장 조직의 항상성과 염증성 장염 회복의 핵심 효소 발견​ 생명과학과 2022.10.07 843
407 [김세윤, 정원석, 손종우 교수님] 인공지능 기반 약물 가상 스크리닝 기술로 신규 항암 치료제 발굴 성공 생명과학과 2022.08.12 849
406 [김대수 교수님] 액트노바, 카카오벤처스로부터 5억 규모 시드 투자 유치 "육안으로 진행되던 임상·비임상 분야 행동 실험 과정, 인공지능 영상처리 기술로 자동화" 생명과학과 2022.08.10 857
405 [김진우 교수님] 새로운 세포핵 단백질의 이동 루트 발견​ 생명과학과 2023.02.28 861
404 [정현정 교수님] 암세포만 골라 유전자 교정 치료하는 신약 개발​ 생명과학과 2024.04.08 867
403 충북도, 글로벌 바이오 캠퍼스 유치에 KAIST와 '맞손' 생명과학과 2022.03.15 874
402 [오병하 교수님] 오미크론에도 듣는 범용 항체, 국내에서 개발 생명과학과 2022.02.04 878
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 23 Next
/ 23