초록 ▼

Genome은 nucleus 속에서 3차원적 구조 (High order chromatin architecture)를 이루고 있음. 이러한 구조는 단순히 nucleus내의 공간에 genome을 보관하기 위해서 존재하는 것이 아니라, 세포의 발달과 분화과정 동안 DNA replication, DNA repair, transcription을 조절하는 중요한 역할을 수행함이 최근 알려지고 있음. 하지만, 크로마틴 3차 구조가 암화과정동안 암세포 특이적으로 일어나는 후성유전학적 변이(DNA methylaiton 및 Histone modifi

Genome은 nucleus 속에서 3차원적 구조 (High order chromatin architecture)를 이루고 있음. 이러한 구조는 단순히 nucleus내의 공간에 genome을 보관하기 위해서 존재하는 것이 아니라, 세포의 발달과 분화과정 동안 DNA replication, DNA repair, transcription을 조절하는 중요한 역할을 수행함이 최근 알려지고 있음. 하지만, 크로마틴 3차 구조가 암화과정동안 암세포 특이적으로 일어나는 후성유전학적 변이(DNA methylaiton 및 Histone modification)에 의해 어떻게 변화하는지에 대한 연구는 전무한 실정임.
1. 크로마틴 3차 구조 (High order chromatin architecture) 와 유전자 발현의 상관관계 규명
Chromosome conformation capture (3C) assays를 통하여 INK4 locus에 존재하는 p15INK4b, ARF, p16INK4a 유전자가 독특한 형태의 크로마틴 3차 구조를 이루고 있음을 확인하였음. 이러한 크로마틴 3차구조는 암화과정에 중요한 역할을 하는 PTGS2 유전자가 위치한 locus에도 존재함을 확인함.
2. 후성유전학적 변이에 의한 크로마틴 3차 구조 변화 연구
INK4 locus에 존재하는 유전자들과 PTGS2는 위암 특이적으로 DNA methylation에 의해 발현이 저해되어 있는 것이 특징이므로, DNA methylation이 INK4 locus와 PTGS2 locus의 크로마틴 3차 구조에 영향을 주는지를 확인해본 결과, 정상적인 유전자 발현을 하는 세포주와 해당 유전자를 발현하지 않는 세포주의 크로마틴 3차 구조가 서로 다른 형태를 유지하고 있음을 확인함.
3. 크로마틴 3차 구조 형성 및 유지에 관여하는 단백질 규명
ChIP assay를 통하여 Long-range chromatin interactions에 중요한 역할을 수행하는 CTCF와 cohesin 단백질이 INK4 locus와 PTGS2 locus에 결합하는 것을 확인하였으며, INK4 locus와 PTGS2 locus에 DNA methylation이 되어 있을 경우 CTCF와 cohesin 단백질이 결합하지 못함.
4. 크로마틴 3차 구조 변화의 중요성 검증
CTCF와 cohesin 단백질이 INK4 locus와 PTGS2 locus의 크로마틴 3차 구조에 중요한지를 확인하기 위하여 shRNA를 이용하여 발현을 저해할 경우 p15INK4b, ARF, p16INK4a 와 PTGS2 유전자의 발현과 정상적인 크로마틴 3차 구조가 변형됨.
5. 크로마틴 3차 구조 형성의 중요성을 전임상적 실험을 통하여 검증
암세포 특이적으로 과발현 되어있는 cohesin 단백질의 발현을 저해할 경우, 세포독성 항암제들에 대한 감수성이 증가하는 양상을 보임.
6. 유전학적 변이와 chromatin loop structure 변화의 상관관계에 대한 연구
암세포 특이적인 cohesin 단백질의 유전적 돌연변이가 높다는 최근 발표된 논문과는 달리, 본 연구에 사용된 위암세포주 및 위암조직은 cohesin 단백질의 유전적 돌연변이가 없음을 NGS 방법을 이용하여 확인함.
7. 이상의 결과는, 암세포 특이적으로 일어나는 후성유전학적 변이가 유전자의 정상적인 크로마틴 3차 구조에 변형을 일으키게 되며, 이에 의해 해당 유전자의 발현이 변화하여 암화과정이 촉진될 수 있음을 의미함.