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
435 홍철암 박사과정(김학성 교수 Lab), ICMAT 2011에서 The Best Poster Award 수상! 과사무실 2011.07.06 14832
434 홍성태 박사, 하국선 박사, 2011년도 이공분야 "학문후속양성사업" 선정! 과사무실 2011.09.16 15058
433 허원도,김대수,한용만 교수 공동연구팀,Nature Biotechnology지에 표지논문 게재 file 생명과학과 2015.10.12 40869
432 허원도 교수와 양희원, 최하나 학생 Freshman Design Course에서 최우수상 수상! 과사무실 2009.09.07 15211
431 허원도 교수님_빛으로 RNA 이동과 단백질 합성 조절한다 file 생명과학과 2020.02.20 4141
430 허원도 교수님_머리에 빛을 비춰 신경세포 재생과 공간기억 향상 file 생명과학과 2020.04.27 4155
429 허원도 교수님_머리에 빛 비춰 공간기억 및 공감능력 높이는 광유전학 기술개발 file 생명과학과 2020.01.21 5391
428 허원도 교수님(유다슬이 박사)_제10회 에쓰-오일 우수학위논문상'의 생명과학 분야 대상 수상 생명과학과 2021.02.22 839
427 허원도 교수, 항체를 빛으로 활성화 시키는 항체광유전학 기술 개발 file 생명과학과 2019.10.28 5326
426 허원도 교수, 심장질환 원인신호 전달 메커니즘 규명 과사무실 2010.12.20 15430
425 허원도 교수, 빛만 비춰도 유전자 발현 조절하는 효소 개발 file 생명과학과 2019.01.21 5694
424 허원도 교수, 변화무쌍 스위치 단백질 관찰하는 바이오센서 개발 file 생명과학과 2019.01.16 7043
423 허원도 교수, 박혜림 박사, 김나연 박사과정 학생 Nature Communications지 논문 게재(2017.06) file 생명과학과 2017.06.26 16655
422 허원도 교수, 김진만 박사, 이민지 박사과정 학생 PNAS지에 논문 게재(2016.05) / Prof. Won-Do Heo, PhD. Jin-Man Kim and Min-Ji lee publish an article in PNAS (2016.05) 생명과학과 2016.05.18 12482
421 허원도 교수, 광유전학 신경세포 수용체 활성조절로 신경세포분화 운명 제어 성공(Cell Chemical Biology 표지논문 발표) file 생명과학과 2019.12.24 4634
420 허원도 교수, Trang T. T. Nguyen박사 PNAS지에 논문 게재(2016.08) / Prof. Won Do Heo, PhD. Trang T. T. Nguyen publish an article in PNAS (2016.08) 생명과학과 2016.08.25 13868
419 허원도 교수, Nature Methods지 11월호 This Month로 소개됨 file 생명과학과 2019.10.28 7733
418 허원도 교수, Nature Methods 게재 (2014. 5) 과사무실 2014.05.08 20390
417 허원도 교수, Nature Communications지 논문 게재 (2014. 6) 과사무실 2014.06.05 14336
416 허원도 교수, Nature Communications 게재(2013.2) 과사무실 2013.02.21 18800
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 22 Next
/ 22