초록 ▼

연구의 목적 및 내용
- CAP-의존적 번역 개시의 분자적 수준에서의 작동원리를 mRNA looping기작을 이용하여 규명.
- 단분자 dynamics를 이용하여 Poly(A)-binding protein과 mRNA의 구조변화 및 작용 원리 규명.
- 바이러스와 cellular mRNA에 존재하는 IRES의 조절 기작을 분자 수준에서 규명.
- 스트레스 상황과 세포 주기에 따른 변역 개시 효율의 조절 메커니즘 규명.
- 번역과정의 분자적 조절 기작을 다양하게 증명함으로서, 세포주기, 생체리듬 조절 물질 그

연구의 목적 및 내용
- CAP-의존적 번역 개시의 분자적 수준에서의 작동원리를 mRNA looping기작을 이용하여 규명.
- 단분자 dynamics를 이용하여 Poly(A)-binding protein과 mRNA의 구조변화 및 작용 원리 규명.
- 바이러스와 cellular mRNA에 존재하는 IRES의 조절 기작을 분자 수준에서 규명.
- 스트레스 상황과 세포 주기에 따른 변역 개시 효율의 조절 메커니즘 규명.
- 번역과정의 분자적 조절 기작을 다양하게 증명함으로서, 세포주기, 생체리듬 조절 물질 그리고 항 바이러스제와 항암제 치료 조성을 위한 기반을 조성.

연구결과
1. CAP-의존적 번역
- mRNA의 looping을 통해 번역 개시과정이 진행됨을 비연속적인 RNA를 이용하여 증명.
- mRNA의 3‘말단에 eIF4G를 tethering하여 방향 비의존적 번역개시를 보여 mRNA looping을 통한 번역 개시 증명.
-단분자 dynamic를 이용하여 Poly(A)-binding protein이 Poly(A)에 결합할 경우 굽어진 형태로 결합함을 최초로 규명.
- 세포주기에 따른 번역 조절의 분자적 기작 규명.
-eIF2A와 eIF5B의 분자적 결합과 작용기작을 규명함으로서 개시 tRNA 이동인자의 진화 규명.
- tRNA 전달 효소의 복합체 구조 및 분자 기작 규명.
- 번역 조절 신호 전달 복합체인 mTOR 복합체의 구조 규명.

2. IRES-의존적 번역
-HCV IRES와 c-Src IRES의 번역이 스트레스 상황에서 eIF2A를 통해 진행됨을 최초로 규명.
-HCV IRES의 ITAF인 NSAP1의 분자적 작용기작 규명.
- 생체리듬에 따른 다양한 IRES의 작용기작을 분자적 수준에서 규명.

연구결과의 활용계획
1. CAP-의존적 번역
-기존의 밝혀지지 않은 번역 개시기작 관련 현상을 mRNA looping 이론을 통해 분자적 수준에서 규명.

- Poly(A)-binding protein과 다른 번역 개시 인자간의 결합과 구조 변화를 단분자 dyamics를 통해 규명

- eIF2A의 세포 내 다른 표적 mRNA를 규명하며, 분자 수준에서의 기작을 연구하여 스트레스상황에서의 번역 조절의 이해를 향상 시킴.

-단백질 번역 조절 신호 분자의 구조 규명을 통한 번역 저해제와 세포내 아미노산을 인지하는 인공 센서 개발을 가능케 함.

2. IRES-의존적 번역
- 바이러스 감염 또는 스트레스 상황 그리고 생체 리듬에 따른 IRES-의존적 번역 개시 조절을 분자 수준에서 규명하여 항암제, 항바이러스제, 생체 주기 조절 물질을 개발 가능케 함.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
1. To understand molecular bases of CAP-dependent translation.
2. To understand translation mechanism of viral and cellular mRNAs containing IRES elements.
3. To study translational control of gene expression by environmental changes.
4. To establish a foundation for dev

Purpose&contents
1. To understand molecular bases of CAP-dependent translation.
2. To understand translation mechanism of viral and cellular mRNAs containing IRES elements.
3. To study translational control of gene expression by environmental changes.
4. To establish a foundation for developing anti-viral, anti-cancer, and biorhythm controlling drugs based on inhibition of translation.

Result
1. CAP-dependent translation
- The mechanism of translation initiation mediated by mRNA looping was proved by using non-continuous RNA pairs,
- The mechanism of translation initiation mediated by mRNA looping was proved by tethering eIF4G to 3’UTR.
- Single molecule dynamics study revealed that Poly(A)-binding protein binds to Poly(A) in a banding conformation.
- Revealing translational regulation during cell cycle.
- Investigating evolution of initiator tRNA carriers by verifying molecular interaction of eIF2A and eIF5B.
- Determination of structure and molecular mechanism of aminoacyl tRNA synthetase complex.
- Determination of structure of mTOR complex regulating translation.

2. IRES-dependent translation
- eIF2A mediates HCV and c-Src IRES-dependent translation under stress conditions.
- Uncovering molecular mechanism of NSAP1 in HCV IRES-dependent translation.
- Uncovering modulation of IRES function during circadian rhythm.

Expected Contribution
1. CAP-dependent translation
-mRNA looping model can provide understanding of phenomena related with translation initiation.
-By using single molecule dynamics, interaction and conformational change of Poly(A)-binding protein and translation initiation factors can be elucidated.

- Improving knowledge of translational regulation under stress conditions by identifying cellular target mRNA and molecular mechanism of eIF2A.

- Enabling development of translation repressor and amino acid sensor through determination of 3D structures of signaling molecules regulating translation.

2. IRES-dependent translation
- Providing bases of development of anti-cancer, anti-viral drug and circadian rhythm regulating materials by understanding molecular mechanism of IRES-dependent translation regulating viral infection, stress and circadian rhythm.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 51
• 5. 연구 성과목표 ... 61
• 6. 대표적 연구실적 ... 62
• 7. 연구결과의 활용계획 ... 63
• 8. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 64
• 9. 참고문헌 ... 67
• 10. 연구성과 ... 69
• 11. 연구기자재 현황 및 활용 ... 82
• 12. 기타사항 ... 82
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 83
• 별첨2 기초연구실 참여 인력 현황 ... 88
• 끝페이지 ... 88