배아 발달 과정 중， 세포는 유전자 발현과 신호전달체계에 있어 다양한 변화를 겪게 되며, 물질대사와 세포 소기관에서의 변화도 일어난다. 세포 소기관 중 하나인 미토콘드리아는 세포의 에너지 대사, 세포자살, 노화, 활성산소, 칼슘항상성과 분열 등에 필수적인 역할을 한다. 세포의 발달과 분화 과정 중, 미토콘드리아에서는 둥글고 흩어진 양상을 보이는 분열 과정과 길어지고 네트워크를 형성하는 융합 과정의 지속적인 변화가 일어난다. 미토콘드리아 융합은 Mfn1, Mfn2와 Opa1에 의해 번역되는 단백질에 의해 일어난다고 알려져 있으며, 반면에 미토콘드리아 분열은 Fis1과 Dnm1L 에 의해 번역되는 단백질에 의해 일어난다. ...
배아 발달 과정 중， 세포는 유전자 발현과 신호전달체계에 있어 다양한 변화를 겪게 되며, 물질대사와 세포 소기관에서의 변화도 일어난다. 세포 소기관 중 하나인 미토콘드리아는 세포의 에너지 대사, 세포자살, 노화, 활성산소, 칼슘항상성과 분열 등에 필수적인 역할을 한다. 세포의 발달과 분화 과정 중, 미토콘드리아에서는 둥글고 흩어진 양상을 보이는 분열 과정과 길어지고 네트워크를 형성하는 융합 과정의 지속적인 변화가 일어난다. 미토콘드리아 융합은 Mfn1, Mfn2와 Opa1에 의해 번역되는 단백질에 의해 일어난다고 알려져 있으며, 반면에 미토콘드리아 분열은 Fis1과 Dnm1L 에 의해 번역되는 단백질에 의해 일어난다. 줄기세포의 분화가 진행됨에 따라 분화된 세포에서는 더 많은 대사 에너지를 요구하기 때문에 이를 충족하는 에너지 대사를 선택하게 되고 그 과정에서 미토콘드리아의 모양변화와 대사의 재구성이 일어난다. 이번 연구에서는, 줄기세포를 분화하는 동안에 미토콘드리아와 관련된 유전자들 (Mfn1, Mfn2, Opa1, Fis1, Dnm1L) 의 발현 양상을 조사했다. 우리는 Mfn2와 Dnm1L 유전자가 우리가 기대하는 발현 양상을 보이는 것을 발견했다． 따라서, 우리는 세 개의 융합 관련 유전자와 두 개의 분열 관련 유전자들을 분석함으로써 줄기세포의 분화 과정에 미토콘드리아의 변화를 나타낼 수 있는 두 가지의 지표를 제시한다. Mfn2/Dnm1L 비율의 증가와 Mfn1/Fis1 비율의 감소는 미토콘드리아의 신장을 수반하는 줄기세포의 분화 정도와 일치하였다.
배아 발달 과정 중， 세포는 유전자 발현과 신호전달체계에 있어 다양한 변화를 겪게 되며, 물질대사와 세포 소기관에서의 변화도 일어난다. 세포 소기관 중 하나인 미토콘드리아는 세포의 에너지 대사, 세포자살, 노화, 활성산소, 칼슘항상성과 분열 등에 필수적인 역할을 한다. 세포의 발달과 분화 과정 중, 미토콘드리아에서는 둥글고 흩어진 양상을 보이는 분열 과정과 길어지고 네트워크를 형성하는 융합 과정의 지속적인 변화가 일어난다. 미토콘드리아 융합은 Mfn1, Mfn2와 Opa1에 의해 번역되는 단백질에 의해 일어난다고 알려져 있으며, 반면에 미토콘드리아 분열은 Fis1과 Dnm1L 에 의해 번역되는 단백질에 의해 일어난다. 줄기세포의 분화가 진행됨에 따라 분화된 세포에서는 더 많은 대사 에너지를 요구하기 때문에 이를 충족하는 에너지 대사를 선택하게 되고 그 과정에서 미토콘드리아의 모양변화와 대사의 재구성이 일어난다. 이번 연구에서는, 줄기세포를 분화하는 동안에 미토콘드리아와 관련된 유전자들 (Mfn1, Mfn2, Opa1, Fis1, Dnm1L) 의 발현 양상을 조사했다. 우리는 Mfn2와 Dnm1L 유전자가 우리가 기대하는 발현 양상을 보이는 것을 발견했다． 따라서, 우리는 세 개의 융합 관련 유전자와 두 개의 분열 관련 유전자들을 분석함으로써 줄기세포의 분화 과정에 미토콘드리아의 변화를 나타낼 수 있는 두 가지의 지표를 제시한다. Mfn2/Dnm1L 비율의 증가와 Mfn1/Fis1 비율의 감소는 미토콘드리아의 신장을 수반하는 줄기세포의 분화 정도와 일치하였다.
In the process of embryonic development, cells undergo various changes such as gene expression, signaling pathway, metabolism and intracellular organelles. Dynamic behavior of mitochondrial is also involved in the metabolism, apoptosis, and aging of cells. Mitochondria continuously switch their morp...
In the process of embryonic development, cells undergo various changes such as gene expression, signaling pathway, metabolism and intracellular organelles. Dynamic behavior of mitochondrial is also involved in the metabolism, apoptosis, and aging of cells. Mitochondria continuously switch their morphology between elongated tubular and fragmented globular shapes by mitochondrial fusion and fission. Mitochondrial fusion is known to be mediated by proteins encoded by Mfn1, Mfn2, and Opa1, whereas mitochondrial fission is mediated by proteins encoded by Fis1 and Dnm1L. In the present study, we investigate the expression patterns of mitochondrion-related genes during the differentiation of mouse ESCs, which entail the change of mitochondrial morphology. We found that only Mfn2 and Dnm1L expression patterns were within our expectations. Thus, we proposed the two indexes that could precisely represent mitochondrial change during differentiation of pluripotent stem cells through analyzing the ratio between three fusion- and two fission-related genes. Increase of Mfn2/Dnm1L and decrease of Mfn1/Fis1 ratio were matched to the extent of differentiation of ESCs, which entail the elongation of mitochondria.
In the process of embryonic development, cells undergo various changes such as gene expression, signaling pathway, metabolism and intracellular organelles. Dynamic behavior of mitochondrial is also involved in the metabolism, apoptosis, and aging of cells. Mitochondria continuously switch their morphology between elongated tubular and fragmented globular shapes by mitochondrial fusion and fission. Mitochondrial fusion is known to be mediated by proteins encoded by Mfn1, Mfn2, and Opa1, whereas mitochondrial fission is mediated by proteins encoded by Fis1 and Dnm1L. In the present study, we investigate the expression patterns of mitochondrion-related genes during the differentiation of mouse ESCs, which entail the change of mitochondrial morphology. We found that only Mfn2 and Dnm1L expression patterns were within our expectations. Thus, we proposed the two indexes that could precisely represent mitochondrial change during differentiation of pluripotent stem cells through analyzing the ratio between three fusion- and two fission-related genes. Increase of Mfn2/Dnm1L and decrease of Mfn1/Fis1 ratio were matched to the extent of differentiation of ESCs, which entail the elongation of mitochondria.
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