초록 ▼

◆ 연구목표
<최종목표>
TMEM39의 세포 주기, 증식 및 개체 발생에서의 기능을 규명하고 새로운 표적 가능성 확인

<당해년도 목표>
TMEM39와 NPC와의 상호작용 규명
- TMEM39와 NPC의 SEC13과의 생화학적 작용 관계 규명
- TMEM39와 NPC의 SEC13과의 유전학적 작용 관계 규명

◆ 연구내용 및 방법
- TMEM39A의 발현을 확인한 결과, 유방암에서 높게 나타남.
1) Human protein atlas등의 database의 검색을 통해 TM

◆ 연구목표
<최종목표>
TMEM39의 세포 주기, 증식 및 개체 발생에서의 기능을 규명하고 새로운 표적 가능성 확인

<당해년도 목표>
TMEM39와 NPC와의 상호작용 규명
- TMEM39와 NPC의 SEC13과의 생화학적 작용 관계 규명
- TMEM39와 NPC의 SEC13과의 유전학적 작용 관계 규명

◆ 연구내용 및 방법
- TMEM39A의 발현을 확인한 결과, 유방암에서 높게 나타남.
1) Human protein atlas등의 database의 검색을 통해 TMEM39A의 발현이 많은 암종을 찾음.
주로 유방암과 전립선암 등에서 발현이 증가된 것으로 확인됨.
2) 유방암 환자에서 정상 조직과 암 조직에서의 실제 TMEM39A 발현 정도를 확인하기 위해
RT-PCR을 수행하여 mRNA 발현 정도를 비교함: 그 결과 암 조직에서 과발현을 확인함.
3) ER+와 ER-인 몇 가지 유방암 세포 주에서도 RT-PCR을 수행함: ER-세포에서 발현 높음.

- TMEM39의 발현 규명: 선충에서 suro-2/TMEM39는 대부분의 세포에서 발현됨.
1) 선충에서 TMEM-39의 발현을 규명하기 위해, suro-2/TMEM-39 promoter와 GFP를 이용하여 발현을 관찰: hypodermis를 비롯한 대부분의 세포에서 발현된다는 것을 확인하였음.
2) 선충에서 TMEM-39와 GFP를 이용한 여러 Reporter gene construct를 제작하여 형질전환 선충을 제작함 : 그 결과 TMEM39의 발현이 세포질에서 넓게 발현되는 것을 확인함.
3) TMEM39A에 대한 항체를 구입하여 유방암 세포주인 MDA-MB-231 세포에서 세포 주기에 따른 면역화학염색을 통해 TMEM39A의 발현을 관찰함: TMEM39A는 세포 주기에 따라 동적인 발현 변화를 보임.

-TMEM39 mutant 표현형 분석: 초기 배발생의 문제와 collagen 분비의 문제가 발견됨.
1) 선충에서 TMEM-39의 돌연변이 개체인 suro-2 mutant에서 초기 배발생의 문제점을 파악하기 위해, 630x 배율의 고해상도 간섭차 현미경에서 세포 분열의 양상을 비교 관찰함.
2) 선충 초기 배에서 세포 분열의 문제점을 자세히 파악하기 위해 suro-2 mutant에서 histone-2B::GFP (H2B::GFP)를 관찰함: 그 결과 aneuploidy가 생기는 것을 확인함.
3) TMEM-39의 cuticle formation에서의 기능을 확인하기 위해, suro-2 mutant에서 ROL-6::GFP와 COL-19::GFP의 발현 변화를 관찰함: collagen 분비가 심각하게 영향을 받음.
-SURO-2/TMEM39A와 NPP-20/SEC13의 관련성: 동일 complex에 존재하며 기능이 유사함.
1) suro-2와 상호작용할 것으로 예상되는 유전자는 SEC13의 상동체인 npp-20 RNAi를 수행함: Rol phenotype을 suppression하는 것을 관찰하였음.
2) TMEM39A 항체로 IP를 수행하였음: SEC13이 같은 complex에 존재하는 것을 확인함.
3) SURO-2:GFP와 NPP-20::DsRed를 동시 발현하는 선충에서 각각의 유전자에 대한 RNAi 수행: SURO-2와 NPP-20 두 단백질의 발현은 서로에게 의존적임을 확인함.

◆ 연구성과
-정량적 성과

1) 총연구기간내 목표 연구성과로 기 제출한 값
* 내년에 최종 논문을 투고하여 앞으로 2년 내에 목표치를 초과할 것임.
* 발표한 논문 목록
PLoS one(교신저자, IF=4.1)
Biochemical Pharmacology(제1저자. IF=4.8)
Febs letters(교신저자, IF=3.6)
Oncology Report(제1저자, IF=1.7)

-정성적 성과
최초로 TMEM39의 기능을 선충을 이용해 밝힘: 선충의 TMEM39 homolog인 suro-2 유전자를 클로닝하였고, mutant의 분석을 결과로 suro-2가 배발생과 대단위 단백질 분비에 중요한 역할을 한다는 것을 규명하고 있음. 이 내용은 내년에 논문을 준비하여 투고할 것임.

Abstract ▼

Our purpose is to elucidate functions of TMEM39 in mitosis, cell proliferation and organism development for the examination of TMEM39 as a novel cancer target.
Background: Extracellular matrix (ECM) is important in many biological processes including cell-cell interaction, signal transduction, ce

Our purpose is to elucidate functions of TMEM39 in mitosis, cell proliferation and organism development for the examination of TMEM39 as a novel cancer target.
Background: Extracellular matrix (ECM) is important in many biological processes including cell-cell interaction, signal transduction, cell adhesions and cancer metastasis. As a major component of ECM, collagens and collagen-like proteins compose superfamilies in various species. Collagen synthesis requires eight specific post-translational enzymes, some of which are attractive targets for the development of drugs to inhibit collagen accumulation in fibrotic diseases. C. elegans is a powerful research model to study ECM organization because developmen of worm includes 4 molting processes from L1 larva to adult. We mutagenized jgIs4, which expresses mutant ROL-6 collagens and shows a rolling phenotype, and screened SUppressor-of-ROl (suro) mutants to identify new ECM regulators. We initially identified suro-1 mutant ion in the ORF R11A5.7 which encodes a putatvie zinc-carboxypeptidaseA (CPA). SURO-1/CPA is involved in cuticle oragnization and expressed in the hypodermis. The suro-1 transcription seems to be occurred at the basal level in the intestine and hypodermis normally. However, suro-1 is highly induced at L1/L2d molt when worms are starved. Further genetic anlaysis reveals that suro-1 expression at L1/L2d molt is depended on DAF-16/FOXO transcription factor, which is involved in many important biological processes such as stress response, dauer formation, longevity and innate immunity. Next, we identified suro-2 which is very interesting because it shows defects both in embryogenesis and in cuticle formation. The suro-2 mutant has a nonsense mutation in D1007.5 which encodes a putative transmembrane protein39A(TMEM39A).
Methods: Our main tool is genetic analysis using suro-2 mutant and RNAi. We made many fusion gene construct and performed microinjection to get transgenic worms. We also used mammalian cell culture system to prove that suro-2/TMEM39 and npp-20/SEC13 are in the same COPII complex. We almost used fluorescent microsopy to observe the local change of some fusion proteins. In addition, we observed the cuticle structure of the suro-2 mutant by electron microscopy.
Results: The expression level of TMEM39A is high in several cancer cell lines, and its expression pattern seems to be highly associated with cell cycle. SEC13 and TMEM39 participate in the same COPII complex. SURO-2::GFP and NPP-20::DsRed were also co-localized in the hypodermal cells of C. elegans. The physical interaction and the similar knockdown phenotype of npp-20/SEC13 and suro-2 suggest that TMEM39A play critical roles in the early embryogenesis by regulating mitosis and the cuticle formation through the secretory pathway.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목차 ... 4
• 요약문 ... 5
• Project Summary ... 7
• 1. 연구의 최종목표 ... 9
• 2. 연구의 내용 및 결과 ... 9
• (1) TMEM39를 발현하는 D1007.5가 suro-2 mutant의 원인 유전자임. ... 9
• (2) TMEM39A의 암에서 과발현되어 있음 ... 11
• (3) 선충에서 SURO-2/TMEM39A는 배발생과 collagen 분비에 중요함. ... 13
• (4) SURO-2/TMEM39는 대부분의 세포들에서 발현되며 주로 세포질에 위치함 ... 15
• (5) NPP-20/SEC13과 SURO-2/TMEM39A의 기능적 연관성을 가짐 ... 16
• (6) NPP-20/SEC13과 SURO-2/TMEM39A의 물리적 유전학 상호작용을 함 ... 17
• (7) Collagen 분비에 있어 SURO-2와 COPII는 유사한 기능을 수행함 ... 20
• 3. 연구결과 고찰 및 결론 ... 23
• (1) 국내외 관련분야의 기술 개발 현황 ... 23
• (2) 연구결과 해석 및 다른 결과와의 비교분석 등에 대한 고찰과 결론 ... 24
• 4. 연구성과 및 목표달성도 ... 26
• (1) 연구성과 ... 26
• (2) 목표달성도 ... 27
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 28
• (1) 연구종료 2년후 예상 연구성과 ... 28
• (2) 연구성과의 활용계획 ... 28
• 6. 참고문헌 ... 29
• 7. 첨부서류 ... 30