초록 ▼

본 연구는 epigenetic regulation 과정 중 histone arginine methylation (H3R2me)과 phosphorylation (H3S10ph)의 상호작용을 중점적으로 연구했다. Breast cancer cell (MCF7)과 prostate cancer cell (PC3)을 선택해 PRMT6 stable cell line을 구축 (MCF/PRMT6 #1, MCF7/PRMT6 #7, PC3/PRMT6 #12, PC3/PRMT6 #24)했다. 이 cell lines을 이용해 PRMT6에 의한 H3R2me

본 연구는 epigenetic regulation 과정 중 histone arginine methylation (H3R2me)과 phosphorylation (H3S10ph)의 상호작용을 중점적으로 연구했다. Breast cancer cell (MCF7)과 prostate cancer cell (PC3)을 선택해 PRMT6 stable cell line을 구축 (MCF/PRMT6 #1, MCF7/PRMT6 #7, PC3/PRMT6 #12, PC3/PRMT6 #24)했다. 이 cell lines을 이용해 PRMT6에 의한 H3R2me이 H3S10ph을 조절하는 mechanism 규명과 PRMT6가 anti-migration, anti-invasion에 관련되는 mechanism 분석 등 크게 두 가지 측면으로 연구를 진행했다. PRMT6 stable cell line을 키우다 보니 세포가 원래 세포보다 성장이 느린 것을 관찰하여 그 메카니즘을 먼저 알아보았다. PRMT6가 과발현된 세포에서는 cell cycle arrest molecule인 p21^WAF1WAF1과 G₂M arrester인 MPM2의 발현이 증가하여 나타나고, angiogenesis와 cell migration을 억제하는 natural inhibitor인 thrombospondin-1(TSP-1)의 발현이 증가된 것을 확인했다. 또한, 이 과정들은 암세포의 migration에 관여하는 MMP2, MMP9의 activity를 줄어들게 하여 나타난다는 것을 확인했다. 암세포인 MCF7과 PC3에 PRMT6가 과발현 되었을 때 성장을 억제하는 것을 확인하고 그 메카니즘을 알아냈다는 것은 이 분야에 중요한 결과라 하겠다. 왜냐하면, 2009년에 발표된 Richard group의 연구에 의하면, PRMT6-deficient U2OS osteosarcoma cells에서 TSP-1의 발현이 증가하고 이로 인해 cell migration이 억제된다고 했다. 본 연구의 결과는 이 논문과 상반된 결과라 PRMT6를 연구하는 분들에게 하나의 흥미로운 결과를 제시했다고 하겠다. PRMT6 stable cell line을 구축한 뒤 이미 잘 알려진 PRMT6에 의해 H3R2me이 일어나는 결과를 확인하던 중 H3S10ph이 증가양상을 보이는 것을 확인하고 둘의 관계를 규명해보고자 했다. H3R2me에 의해 H3S10ph 이외에 H3T3ph, H3T11ph, H3K4me3, H3K9me3, H3K9Ac은 변화가 없었고 S28는 S10과 같은 양상으로 나타났다. S10과 S28 모두 Aurora B에 의해 인산화가 되므로 PRMT6에 의해 Aurora B가 증가하고 Aurora B에 의해 S10과 S28의 인산화가 증가된다고 볼 수 있다. shPRMT6를 사용하여 일시적으로 PRMT6의 발현양을 줄어들게 하고 nocodazole을 처리하였을 때의 결과를 보면 nocodazole에 의해 많이 증가하였던 H3S10ph이 PRMT6가 줄어들었을 때는 증가하지 않는 것을 볼 수 있다. 이 결과는 PRMT6에 의해 H3R2me이 있을 때 H3S10ph의 반응도 증가한다는 것을 알 수 있으며 그 반대로는 영향이 없다. 이것을 재확인해 보기 위해 H3S10ph을 일으키는 Aurora B kinase와 biotin이 부착된 H3, H3R2 peptide를 이용하여 in vitro 실험을 해 보았다. Aurora B kinase는 H3R2me 되어 있을 때 H3S10ph을 더 잘 유도한다. PRMT6가 Aurora B와 binding하는지 In vitro에서 Aurora B와 H3, H3R2me peptide를 반응시켜 본 결과에서도, H3R2me peptide에 Aurora B가 더 많이 binding 한다는 것을 확인했다. 이 결과들을 정리해 보면 PRMT6는 H3R2를 methylation 시키는데 이 methylation에 의해 Aurora B가 변화가 생기고 H3S10의 인산화도 증가한다고 볼 수 있다. 이 모든 결과들로 볼 때 지금까지 많이 알려지지 않은 PRMT6의 기능을 더 알 수 있었고 histone methylation과 phosphorylation의 상호관계도 알아내었다. 또한, 최근 후생유전학에서 급속도로 발전하고 있는 NGS 분석 시스템을 이용하여 방대한 양의 PRMT6 정보를 축척할 수 있었다. Histone code를 해독하는 인자는 아직 많이 알려져 있지 않은 상태에 있어서 이러한 인자의 규명은 암호화된 유전정보를 해독하는데 수많은 정보를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 epigenetic regulation에 매우 중요한 기초자료가 될 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3I. 연구결과 요약문 ... 4II. 연구내용 및 결과 ... 5 1. 연구과제의 개요 ... 5 2 . 국내외 기술 개발 현황 ... 5 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7 5. 연구결과의 활용계획 ... 7 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7III. 연구성과 ... 8끝페이지 ... 9