초록 ▼

□ 연구개요
오토파지는 세포 내 불필요한 단백질이나 손상된 소기관을 분해하는 현상임. 실제 오토파지는 세포 내 어떤 구성 물질을 분해하는가에 따라 서로 다른 특정한 오토파지 수용체를 필요로 하는데 이를 선택적 오토파지라 함. 오토파지가 단순히 세포 내 단백질들과 소기관들을 무작위적으로 분해하는 현상이 아니라 특이성을 가지고 있다는 사실이 많은 연구를 통해 알려졌지만 이것이 어떻게 조절되는 현상인지를 밝히기 위한 연구는 아직 초기단계임.
- 본 연구자는 다양한 수용체를 포함하여 선택적 오토파지 활성을 조절하는 주요 조절인자

□ 연구개요
오토파지는 세포 내 불필요한 단백질이나 손상된 소기관을 분해하는 현상임. 실제 오토파지는 세포 내 어떤 구성 물질을 분해하는가에 따라 서로 다른 특정한 오토파지 수용체를 필요로 하는데 이를 선택적 오토파지라 함. 오토파지가 단순히 세포 내 단백질들과 소기관들을 무작위적으로 분해하는 현상이 아니라 특이성을 가지고 있다는 사실이 많은 연구를 통해 알려졌지만 이것이 어떻게 조절되는 현상인지를 밝히기 위한 연구는 아직 초기단계임.
- 본 연구자는 다양한 수용체를 포함하여 선택적 오토파지 활성을 조절하는 주요 조절인자들을 세포질 및 핵 내에서 발굴하고 분자적 조절기전을 규명하고자 함.
- 본 연구자는 세포질과 핵의 상호관계를 분석하여 핵에서 일어나는 전사 조절이 선택적인 오토파지 활성에 필수적인 기작임을 밝히고자 함. 특히 분해 대상인 세포내 구성요소를 정확하게 인지하는 오토파지 수용체들의 발현 조절에 집중하여 선택적 오토파지 활성화의 분자적 작용 기작 규명에 초점을 맞춰 연구하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구자는 상위 신호에 따른 전사조절 인자들의 후성유전학적 조절 및 DNA와 히스톤 변형(modification)이 특정 오토파지 유전자 발현 패턴을 조절하여 이것이 곧 선택적 오토파지의 활성화로 이어진다고 가정함. 본 연구를 통해 세포질과 핵의 현상을 통합적으로 분석하고 연구하여 선택적 오토파지 활성에 필수적인 조절인자를 발굴하고 조절기전을 확립하고자 하였음.

본 연구자는 다양한 수용체를 비롯한 선택적 오토파지의 필수적인 인자들의 발현이 전사조절에 의해 정교하게 조절될 것이라 가정하고 이들의 분자생물학적 조절 기작을 규명하고자 하였음. 즉, 특정 선택적 오토파지가 유도되는 상황에서 핵에서 일어나는 후성유전학적 전사조절 기전을 밝히고 새롭게 찾은 주요 단백질들이 세포질에서 어떤 역할을 수행하는지 그 기작을 정교하게 밝히고자 하였음.
이를 위해 다양한 선택적 오토파지를 유도하기 위하여 아미노산, 포도당 결핍 상황을 유도한 후 이에 따른 전사조절 패턴을 분석하고 필수적인 인자들을 스크리닝 하였음. 이 결과를 토대로 선택적 오토파지를 조절할 가능성이 높은 후보군을 찾을 수 있었고 이 유전자들의 결손 세포주를 만들어 선택적 오토파지 현상에서의 역할을 규명하였음.

본 연구자는 2016년 CARM1이라는 히스톤 메틸화 효소가 오토파지 활성에 필수적인 것을 밝혀 논문으로 발표함. 이 연구의 연장선에서 CARM1에 의해 메틸화되는 오토파지 관련 단백질들을 발굴하기 위해 in silico 분석 외에 proteomics 기술도 도입하여 연구를 수행하였음. 그 결과 CARM1이 히스톤 외에 다른 단백질들도 메틸화하여 오토파지를 보다 포괄적으로 조절하는 것을 규명하였고 그 자세한 분자적 작동기전 또한 밝힘.

□ 연구개발결과의 중요성
현재까지의 연구는 막연하게 “오토파지 활성화 및 억제 연구”에 초점이 맞춰져 있었으나 최근 오토파지라는 현상이 보다 정교하고 복잡하다는 것이 보고되면서 새로운 세분화된 접근방법의 필요성이 대두되었음.
- 본 연구는 오토파지를 세분화하여 상위신호에 따라 유도되는 오토파지 종류를 분리하여 연구하였음. 이는 특정 종류의 오토파지를 선택적으로, 보다 효과적으로 억제 또는 활성화시킬 수 있는 기술개발에 핵심적인 기초지식을 제공 할 것이라 기대됨.
- 본 연구는 핵 내 전사조절과 세포질에서의 직접적인 오토파지 조절을 연결하는 전체적인 현상에 대한 포괄적 연구를 목표로 하였음. 이런 방식의 연구는 기초과학 및 의학 분야에서 이전까지 시도되지 않았던 주제이며 오토파지 활성을 능동적으로 제어하는 기술 개발에 대한 원천기술을 구축하는데 이바지할 것으로 기대됨.
- 본 연구를 바탕으로 현재까지 알려져 있는 후성유전 조절 화학물질의 리포지셔닝이 가능할 것으로 예상됨. 곧, 선택적 오토파지 활성 장애로 인한 질환의 새로운 치료제 개발에 과학적 근거를 제시할 수 있을 것으로 기대됨. 특히 이미 생체안전검증이 완료된 화학물질의 리포지셔닝은 새로운 화학물질 스크리닝보다 위험부담이 적고 사회경제적 비용 절감 효과를 기대할 수 있어 빠른 상용화를 기대할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 붙임1 대표연구실적 ... 15
• 끝페이지 ... 16