초록 ▼

□ 연구개요
ALS의 대표적인 증상은 운동신경세포의 사멸로 인한 근육의 경직 및 위축이다. 지금까지 다양한 유전자 변이가 ALS의 발병과 연관되어 있는 것으로 알려져 있으며 그중 C9orf72 유전자 변이는 현재 가장 일반적인 ALS의 원인으로 인식되고 있다. 본 연구과제에서는 C9orf72 유전자 변이의 산물인 독성 폴리-다이펩타이드의 세포내 타겟 단백질 발굴과 knock-out 스크리닝 등을 통해 ALS의 원인인 세포사멸의 분자기전을 규명하고자 하며 대단위 화합물 스크리닝을 통해 폴리-다이펩타이드에 의한 세포사멸을 억제하는

□ 연구개요
ALS의 대표적인 증상은 운동신경세포의 사멸로 인한 근육의 경직 및 위축이다. 지금까지 다양한 유전자 변이가 ALS의 발병과 연관되어 있는 것으로 알려져 있으며 그중 C9orf72 유전자 변이는 현재 가장 일반적인 ALS의 원인으로 인식되고 있다. 본 연구과제에서는 C9orf72 유전자 변이의 산물인 독성 폴리-다이펩타이드의 세포내 타겟 단백질 발굴과 knock-out 스크리닝 등을 통해 ALS의 원인인 세포사멸의 분자기전을 규명하고자 하며 대단위 화합물 스크리닝을 통해 폴리-다이펩타이드에 의한 세포사멸을 억제하는 선도 화합물에 대한 발굴을 수행할 예정이다. 또한 ALS의 발병과 연관된 것으로 알려진 LCS 도메인 RNA 결합 단백질들의 변이에 대한 생화학 및 분자세포생물학적 분석을 통해 이들 변이 단백질들에 의한 ALS 발병기전을 규명하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제를 통해 C9orf72 유전자의 변이에 의해 만들어지는 독성 단백질인 poly-PR 다이펩타이드의 세포내 표적을 발굴하였다. 이들 표적들 가운데는 RNA의 생합성 및 가공을 조절하는 다양한 RNA 조절 단백질들이 포함되어 있었다. 특히 이들 RNA 조절 단백질들은 단순한 아미노산 서열로 이루어진 일명 low complexity sequence (LCS) 도메인을 가지고 있으며, 이들 LCS 도메인에 의해 만들어지는 가역적인 중합체가 poly-PR의 실질적인 표적이 될 수 있음을 확인하였다. 또한 세포내에서 구조 형성 및 거대분자의 운반 등을 조절하는 중간섬유 (intermediate filament) 또한 poly-PR 다이펩타이드의 표적이라는 것을 확인하였다. 이러한 결과들을 통해 본 연구과제의 목표였던 C9orf72 ALS의 원인인 운동신경세포사멸에 대한 지금까지 알려지지 않은 새로운 분자 기전을 제시하였을 뿐 아니라, RNA 조절 단백질들에 의한 RNA 생합성 및 가공에 있어 LCS 도메인에 의해 만들어지는 가역적 중합체 형성의 중요성 또한 확인하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
최근의 연구들을 통해 C9orf72 유전자 변이는 전체 ALS의 발병의 가장 큰 원인 중 하나로 알려져있다. 본 연구진은 C9orf72 유전자 변이에 의해 만들어지는 독성 단백질인 poly-PR 다이펩타이드의 세포내 표적 단백질들을 처음으로 규명하였다. 이러한 연구 결과는 추후 독성 단백질에 의한 세포 사멸 및 ALS 발병 제어방법 연구를 위한 중요한 기반을 제공한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1) 연구의 필요성 ... 3
• 2) 연구목표 ... 3
• 3) 연구범위 ... 4
• 2. 연구수행 내용 및 연구결과 ... 4
• 1) Poly-PR 펩타이드의 세포내 표적 단백질 발굴 ... 4
• 2) 지방족 알콜(aliphatic alcohol)에 의한 LCS 도메인 hydrogel과 polymer의 melting ... 5
• 3) 지방족 알콜에 의한 RNA granule, Cajal body, nuclear speckle, 그리고 cytoskeletal filament의 melting ... 5
• 4) 1,6-hexanediol이 poly-PR 펩타이드와 표적 단백질간의 상호작용에 미치는 영향 ... 6
• 5) Poly-PR 펩타이드와 중간섬유(intermediate filaments)와의 상호작용 분석 ... 6
• 6) Poly-PR 펩타이드는 중간섬유(intermediate filaments)에 일정 간격으로 결합한다 ... 7
• 7) PR20 펩타이드에 의한 세포사멸에 저항성을 갖는 세포주 확립을 위한 selection ... 7
• 8) Whole exome sequnecing을 통해 세포사멸 저항성 유도 유전자 변이 동정 ... 8
• 9) 동정된 변이 유전자 발현 세포주 확립 및 PR20 펩타이드에 의한 세포사멸 분석 ... 8
• 10) NAT10 변이 단백질들의 단백질 안정성 확인 ... 9
• 11) NAT10 변이 단백질과 poly-PR20 펩타이드간의 상호작용 확인 ... 9
• 12) 인삼 추출물을 이용한 poly-PR20 펩타이드에 대한 저항성 테스트 ... 10
• 13) U2OS 세포주와 PR 저항 세포주의 RNA 전사체 분석 ... 10
• 14) PR에 의한 miRNA 변화 ... 10
• 3. 연구개발 결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 11
• 대표적 연구실적 ... 11
• 끝페이지 ... 16