초록 ▼

■ 연구의 목적 및 내용

본 연구는 세포내 소기관 중에서 세포내 유리 지방산의 실질적인 β-oxidation을 관장하여 미토콘드리아의 정상적인 기능 유지에 중요한 역할을 수행하는 페록시좀 protein profiling 을 위하여페록시좀 순수분리법을 통하여 unidentified peroxisomal protein을 발굴하여 이들의 발현양상, 발현 조절기전을 밝히고, unidentified peroxisome protein의 기능구명을 위한 knockdown/knockout 표현형 Zebrafish model 제조함으로

■ 연구의 목적 및 내용

본 연구는 세포내 소기관 중에서 세포내 유리 지방산의 실질적인 β-oxidation을 관장하여 미토콘드리아의 정상적인 기능 유지에 중요한 역할을 수행하는 페록시좀 protein profiling 을 위하여페록시좀 순수분리법을 통하여 unidentified peroxisomal protein을 발굴하여 이들의 발현양상, 발현 조절기전을 밝히고, unidentified peroxisome protein의 기능구명을 위한 knockdown/knockout 표현형 Zebrafish model 제조함으로서 최종적으로 페록시좀에 타겟팅하는 새로운 단백을 발굴하여 이들의 기능과 조절양상을 분석하고 knockdown/knockout 표현형 Zebrafish model을 통해 페록시좀의 새로운 기능을 동정하고 구명함.


■ 연구결과

ㅇ본 연구를 통하여 페록시좀에 위치하는 새로운 단백질인 Dhrs1, TMCO1, TMEM135를 규명하였으며 이들의 세포내 기능을 조사함을 통하여 이들 단백질의 기능과 세포내 다른 소기관과의 연관성을 제시하였음.

ㅇDhrs1이 페록시좀과 lipid droplet에 위치함을 확인하고 세포내 지방대사를 조절에 관여함을 확인함. 또한 RGEN 방법을 통하여 Dhrs1 knockout zebrafish와 마우스를 제조하였음

ㅇTMCO1은 페록시좀보다는 소포체에 위치하며 세포내 섬모형성에 관여함을 확인하였음. RGEN 방법을 통하여 Dhrs1 knockout zebrafish와 마우스를 제조하였음.

ㅇTMEM135는 페록시좀에 위치하는 막 단백질을 확인하였고, 미토콘드리아의 기능조절에 관여하며 세포내 콜레스테롤의 이동을 조절하는 기능을 지님을 확임함.


■ 연구결과의 활용계획

ㅇ새로운 페록시좀 단백 profiling으로 학문적 기여 : 새롭게 확립되는 peroxisome 순수분리 방법을 통해 페록시좀 단백의 타겟팅을 확인함을 통하여 페록시좀의 세포내 기능 연구에 학문적 또는 임상에 중요한 자료를 제공할 수 있으리라 여겨짐. 또한 대사적 필요와 질환에 따른 페록시좀 단백의 발현양상을 구명하여 페록시좀의 새로운 기능 및 다른 소기관과의 연관성을 제시함으로써 세포내 소기관들의 상호작용에 의한 대사성 질환 치료의 중요한 자료를 공급할 수 있음.

ㅇ페록시좀의 새로운 기능 및 다른 소기관과의 연계성 제시 : 세포내 소기관인 페록시좀은 세포내 에너지원인 미토콘드리아의 정상적인 대사기능 뿐 아니라 lipid droplet형성과 지방대사와 연관되어 있어 세포의 정상적인 물질대사와 세포 생존력에 매우 중요함. 따라서 Dhrs1을 통한 페록시좀과 lipid droplet과의 대사관련 상호 연관성에 대한 연구는 세포내 다양한 지방대사과정을 이해함과 동시에 대사불균형으로 인한 질환의 이해 및 치료에 대한 새로운 정보를 제공할 수 있음.

ㅇ페록시좀과 세포내 콜레스테롤 조절에 관한 새로운 기능 : TMEM135의 페록시좀 위치 확인과 세포내 콜레스테롤의 이동과 합성에 관여함을 본 연구를 통하여 확인하였음. 이러한 페록시좀 단백질의 새로운 기능인 세포내 콜레스테롤의 조절에 관련된 연구를 통하여 콜레스테롤 대사이상에 기인하는 고지혈증과 동맥경화증의 원인과 발병기작을 밝힐 수 있음.

ㅇ새로운 치료제 개발과 국외 경쟁력에 기여 : UPP의 기능적 이상을 수반하는 Zebrafish model 및 마우스 모델을 수립하여 페록시좀 단백의 조절기전과 기능을 밝혀서 인간의 선천성 또는 후천성 대사성 질환제어 체계에 대한 패러다임을 전환하는 중요한 기술을 선점하여 국내 바이오 또는 제약회사의 새로운 치료제 개발 경쟁력에 기여할 수 있으리라 사료됨.

(출처:연구결과 요약문 p.5)

Abstract ▼

■ Purpose & contents

Peroxisome protein profiling is essential for characterization of new and important function of peroxisome in maintaining cellular metabolic homeostasis. To achieve this, we will isolate pure peroxisome by combination of differential centrifugation and biotinylated peroxi

■ Purpose & contents

Peroxisome protein profiling is essential for characterization of new and important function of peroxisome in maintaining cellular metabolic homeostasis. To achieve this, we will isolate pure peroxisome by combination of differential centrifugation and biotinylated peroxisome to identify new members of peroxisome targeting proteins. To characterize the function of the newly identfied peroxisome protein, we will generate knockdown/knockout zebrafish models.


■ Result

ㅇIn this study, we have identified new proteins, Dhrs1, TMCO1, and TMEM135, which are located in peroxisomes, and examined the intracellular functions of these proteins to show the relationship between the function of these proteins and other organelles in the cell.

ㅇWe confirmed that Dhrs1 was located in peroxisome and lipid droplet and that it is involved in regulation of intracellular fat metabolism. In addition, Dhrs1 knockout zebrafish and mouse were also generated by RGEN method.

ㅇWe confirmed that TMCO1 is located in the endoplasmic reticulum rather than peroxisome, and that it is involved in intracellular ciliary formation. Tmco1 knockout zebrafish and mouse were prepared by RGEN method.

ㅇTMEM135 was identified as a membrane protein located in the peroxisome, and was shown to be involved in the regulation of mitochondrial function. Moreover, we showed that TMEM135 regulates the transport of intracellular cholesterol.


■ Expected Contibution

ㅇAcademic contribution to new peroxisome profiling: By confirming the targeting of peroxisome protein through a newly established peroxisome pure separation method, it is possible to provide academically or clinically important data on the intracellular function of peroxisome. In addition, the expression pattern of the peroxisome proteins according to metabolic needs and diseases suggested new functions of peroxisome, and the results of interplay among organelles can supply a solid platform for treating metabolic diseases where intracellular organelle interactions are critical.

ㅇPeroxisome's new function and association with other organelles: Peroxisome is involved in lipid droplet formation and lipid metabolism as well as normal metabolic function of intracellular energy. Our study on the metabolism-related interactions between peroxisome and lipid droplet can provide new information on the understanding and treatment of metabolic imbalance-induced diseases while understanding various metabolic processes in the cells.

ㅇNew functions of peroxisome and intracellular cholesterol regulation: Studies of TMEM135 on the regulation of intracellular cholesterol may provide a novel mechanism to reveal the cause and mechanism of hyperlipemia and atherosclerosis caused by cholesterol metabolism abnormality.

ㅇContributing to the development of new therapeutic agents and international competitiveness: Zebrafish and mouse model of dysfunctional peroxisomes were established to clarify the function of peroxisomes and to shift the paradigm of human congenital or acquired metabolic disease regulatory system. It is believed that it will contribute to the competitiveness of domestic biotech or pharmaceutical companies to develop new therapeutic drugs by preempting important technologies.

(출처:SUMMARY p.6)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 36
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 36
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 37
• 7. 참고문헌 ... 37
• 8. 연구성과 ... 39
• 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설.장비 현황 ... 42
• 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 42
• 11. 기타사항 ... 42
• 끝페이지 ... 42