보고서 정보
주관연구기관 |
한국생명공학연구원 Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology |
연구책임자 |
김동욱
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보고서유형 | 3단계보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2013-12 |
과제시작연도 |
2013 |
주관부처 |
미래창조과학부 KA |
사업 관리 기관 |
한국생명공학연구원 Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology |
등록번호 |
TRKO201500000871 |
과제고유번호 |
1711009370 |
DB 구축일자 |
2015-05-02
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키워드 |
분열 효모,장수,유전자적중,약물작용점,유전자 칩,퇴행성 뇌질환S. pombe,longevity,gene deletion,drug target,neuro degenerative disease
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초록
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(1) 약물작용점분석 시스템 정밀화: 기존의 45여종의 Reference약물에 아래 5가지를 추가 발굴
- Cell-permeable mycotoxin인 cytochalasin B의 약물작용점 분석 결과 타겟으로 ARP2/3 actin-organizing complex subunit Arc4 검출
- Sulfonamide항생제 Sulfamethoxazole의 약물작용점으로 SPBC1734.03 (Dihydropteroatesynthase ) 발견
- VPA(Valproic acid)는 histone deacetyla
(1) 약물작용점분석 시스템 정밀화: 기존의 45여종의 Reference약물에 아래 5가지를 추가 발굴
- Cell-permeable mycotoxin인 cytochalasin B의 약물작용점 분석 결과 타겟으로 ARP2/3 actin-organizing complex subunit Arc4 검출
- Sulfonamide항생제 Sulfamethoxazole의 약물작용점으로 SPBC1734.03 (Dihydropteroatesynthase ) 발견
- VPA(Valproic acid)는 histone deacetylase (class I) Clr6만을 TSA(Trichostatin A)는 Cla6, Pst1, Hst4(Sir2 family histone deacetylase)를 검출해 냄
- Epirubicin은 Doxorubicin과 구조가 유사한 분자타겟이 검출됨
(2) 항암제 doxorubicin(DOX) 세포내 타겟 단백질 Pol1B의 심층기능연구
- DOX가 각각 독립적인 경로로 혹은 반대의 경로로 POLR1B과 rDNA의 발현을 감소 시킴
- DOX를 처리한 후 핵인의 모양변화는 rDNA의 발현이 감소하는 것 일치하며, 핵인의 기능이 원활하지 못하면 p53의 level은 자동적으로 상승한다는 최근결과를 보아 이는 DOXO의 또 다른 항암효과를 시사
(3) 발굴된 장수 관련 유전자군의 효모세포 이용 기능연구
- 유전자가 knock-out된 균주 중 오래 사는 Class II 및 III그룹을 대상으로 alg12(dolichyl pyrophosphate Man7GlcNAc2 alpha-1,6-mannosyltransferase), SPBC1539.03c (argininosuccinate lyase) 포함 최종 19종을 발굴. Class I에서 124종 발굴
-꼬마선충으로 Class II와 III 에서는 rps001이 장수관련. Class I에서 나온 유전자는 GO결과 branched amino acids(BCAA)가 다수. 꼬마 선충에서 BCAAs와 장수관련 높음 관찰. BCAAs 섭취 없으면 선충근육약화 관찰
(4) 퇴행성 뇌질환 유발단백질 α-synuclein 및 ALS관련 TDP-43 독성조절인자 연구
- α-synuclein의 독성조절인자를 GO분석하면 TOR signaling cascade와 Transport categories가 상위후보군으로 나옴
- α-synuclein 과발현 민감균주를 분석하여, 단백질 수송 관련 유전자 (vps17, stc1, mug186, vps5, vps29, vps26)과 chromatin remodeling 관련 유전자가 stc1으로 링크되어 있음을 발견. 이 현상의 의미를 심층연구 중
-TDP43 경우, 과발현현 시 세포독성이 증가하는(enhancer) 균주는 set6, ssb3, rds1, ppk8, SPAC186.06, SPAC14C4.07 등으로 판별됨. 반대로 세포독성이 줄어 더 잘 자라는 균주(suppressor)는 SPBC713.11c (plasma membrane proteolipid, Pmp3), SPAC4F10.04(protein phosphatase type 2A, intrinsic regulator), SPBC2D10.14c (myosin type V)등 이 발굴 됨.
Abstract
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The understanding the biological activity of potential therapeutics is an essential step of the process to avoid both unnecessary patient morbidity and costly and time-consuming clinical setbacks. One emerging genome-wide screening method known as haploinsufficiency profiling (HIP) can unravel the f
The understanding the biological activity of potential therapeutics is an essential step of the process to avoid both unnecessary patient morbidity and costly and time-consuming clinical setbacks. One emerging genome-wide screening method known as haploinsufficiency profiling (HIP) can unravel the functional interactions between a library of bioactive molecules and their respective gene product targets. Many improperly folded proteins (a-synuclein, HTT, TDP-43), known to be involved in various human disorders( e.g. Parkinson' s disease, Alzheimer' s disease and ALS), are growing rapidly. In finding the generalized implications of protein misfolding involved in neurodegenerative diseases, over expression of disease genes in yeast gene K.O. collections, and analysis of growth fitness in parallel manner using miceoarray can provide a deep insight to the origin of the disease. In this projects, we want to show applications are possible using fission yeast system first in the world.
(1) System optimization
① Construction of the 4800 deletion mutant strain library pools
-Establishment of various type of library pool to minimize experimental bias
-identifying about 250 slow growing mutant strains
② Optimization of the Affymetrix gene chip system
- decreasing the required sample amount up to one tenth.
(2) Research on anti-cancer drug
① Study about the potent DOX targets; rpa1, rpa2, rpb5
-DOX may target rpa1, rpa2, rpb5 of Pol I at the early stage of the treatment.
-DOX inhibits rDNA transcription and disrupts structure of nucleolus to exert its cytotoxic effects.
② Study about another potent DOX target, vma1
-Decrease of vam1 diminishes V-ATPase' s function pumping DOX out of the cell, consequently increases cytotoxicity induced by DOX.
(3) Research on aging
①Identification of genes related to aging and study about the working mechanisms
-Identification of approximately 20 aging related candidate genes as a preliminary result, after excluding mutant strains exhibiting malfunction in mitochondria or growth defect under malnutrition among class III mutant strains
- 124 age-related genes were identified in Class I mutant strains.
② Confirmation of aging related genes in C. elegance model
-Confirmation of a part of the 20 candidate genes form Class II and III using C. elegance model, identified rps001 gene as having aging-related function.
- In class III, genes involved in branched amino acids(BCAA) synthesis were enriched in long lived yeast
- In C. elegance study, BCAAs were involved in worm longevity.
- Without BCAA, we observed that worm muscles were weaken.
(4) Research about neurodegenerative diseases
-After screening by HTS system, 33 deletion mutant strains (ubp33, SPAC589.10c, nxt3, gyp10) were identified as showing increased cytotoxicity when α-synuclein overexpressed.
-GO analysis of the 33 mutant strains demonstrate that the function of the genes were related to the transport, vesicle-mediated transport, ER to Golgi vesicle-mediated transport.
-After screening by HTS system, 6 enhancer strains (set6, ssb3, rds1, ppk8, SPAC186.06, SPAC14C4.07) and 3 suppressor strains SPBC713.11c [plasma membrane proteolipid, Pmp3], SPAC4F10.04 [protein phosphatase type 2A, intrinsic regulator), SPBC2D10.14c [myosin type V)) were identified when TDP-43 overexpressed.
목차 Contents
- 보고서 초록 ... 1
- 요약문 ... 2
- SUMMARY ... 6
- CONTENTS ... 7
- 목 차 ... 8
- 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 9
- 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 11
- 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 15
- 제 1절 실험재료 ... 15
- 제 2 절 실험방법 ... 17
- 제 3 절 실험결과 ... 27
- 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 99
- 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 100
- 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 102
- 제 7 장 참고문헌 ... 110
- 끝페이지 ... 116
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