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연구개요
자가포식(autophagy)은 세포질에서 수명을 다한 단백질이나 세포소기들이 세포 안에서 자가포식체라고 불리는 이중막으로 형성된 소낭내에 격리되고, 리소좀과 결합하여 분해되는 과정을 일컬으며, 세포내 다양한 생리학적-병리학적인 과정과 연관이 되어 있다. 기존연구에서는 GFP/RFP-LC3/GABARAP 단백질를 과발현시켜서 자가포식체를 검출하는 방법을 사용하였는데, 이는 LC3/GABARAP 단백질들 자체가 자가포식체에 중요한 역할을 수행하기 때문에, 자가포식체를 검출하는 다른 방법이 필요해 왔다. RavZ 단백질은

연구개요
자가포식(autophagy)은 세포질에서 수명을 다한 단백질이나 세포소기들이 세포 안에서 자가포식체라고 불리는 이중막으로 형성된 소낭내에 격리되고, 리소좀과 결합하여 분해되는 과정을 일컬으며, 세포내 다양한 생리학적-병리학적인 과정과 연관이 되어 있다. 기존연구에서는 GFP/RFP-LC3/GABARAP 단백질를 과발현시켜서 자가포식체를 검출하는 방법을 사용하였는데, 이는 LC3/GABARAP 단백질들 자체가 자가포식체에 중요한 역할을 수행하기 때문에, 자가포식체를 검출하는 다른 방법이 필요해 왔다. RavZ 단백질은 레지오넬라균에서 처음으로 보고된 분비 단백질로, 숙주세포에 들어가 자가포식체에 타기팅되어 이를 분해하는 분비단백질로 알려져 왔다. 이에 본 연구자는 RavZ의 효율적 자가포식체 타기팅 기전을 면밀히 분석하고, 이를 활용해 효율적으로 내제적 자가포식체를 검출하는 새로운 단백질 탐침을 개발하고자 했다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구는 RavZ의 자가포식체 타기팅 기전을 규명하는 것과 이를 활용해 선택적이고 효율적인 자가포식체 탐침을 개발하는 것으로 목표로 했다.
1차목표인 RavZ의 자가포식체 타기팅 기전 규명을 위해, RavZ의 catalytic doamin을 GFP로 치환하여 효소의 기능은 없애고, 타기팅의 기능은 남아있는 탐침 제작했고, 이를 바탕으로 일련의 deletion mutant들을 제작해 RavZ내에 자가포식체 타기팅에 관여하는 부위를 찾아냈으며, 이들이 어떤 기여를 통해 타기팅에 관여하는지를 밝혔다. 또한, 본 연구실에서 개발한 결합 측정 방법을 이용해 각각의 LIR 부위를 6종류의 mRFP-LC3/GABARAP 단백질들과의 결합성을 검증했다. 부가적으로 본 연구를 수행하는 과정중에 새롭게 약물처리에 의해 PI3P-positive 소포를 검출할 수 있는 탐침을 RavZ의 부위를 이용해 개발이 가능함을 발견하고 이를 증명해 보임.

2차 목표인 RavZ보다 선택적이고 효율적인 자가포식체 탐침을 개발을 위해 기존의 연구결과와 새로운 실험들을 통해 다른 단백질들에 존재하는 LIR부위들을 RavZ의 LIR부위와 비교하여, LC3/GABARAP단백질들에 친화성과 선택성이 높은 LIR부위로 치환하여 새로운 탐침을 제작했음. RavZ를 이용한 탐침의 경우는 6종류의 mRFP-LC3/GABARAP 단백질들에 결합성을 가짐을 알아냈음. RavZ의 LIR motif를 GABARAP family-specific, LC3A/B-specific LIR motif로 치환해 GABARAP family-specific, LC3A/B family-specific 탐침을 개발했음.

연구개발결과의 중요성
- 자가포식작용(autophagy)는 그 현상이 알려진 지 얼마되지 않았으나, 최근에 들어 세포내 다양한 생리학적-병리학적인 과정과 연관이 되어 있다는 사실이 알려지게 되었음. 본 연구를 통해 RavZ 단백질이 어떻게 자가포식체에 타기팅되는 분자적 기전을 밝힘. 이 기전은 많은 자가포식체 타기팅 단백질의 타기팅 기전을 연구하는데 중요한 본보기가 될 것임.
- 본 연구를 통해 내재적 자가포식체를 검출할 수 있는 탐침을 개발함. 본 탐침을 이용하면, 살아 있는 세포에서 LC3/GABARAP 단백질들의 과발현 없이 내재적 자가포식체를 효율적으로 표지할 수 있게 되어, 자가포식체를 연구하는 연구자들에게 큰 도움을 줄 것으로 생각되어짐.
- 본 연구에서 새롭게 개발한 선택적 결합성을 가지는 새로운 탐침들은 선택전 자가포식체 연구를 수행하는 데 유용한 탐침이 될 것으로 확신함.
- 본 연구를 수행하는 과정중에 PI3P 결합 부위를 활용해 새로운 PI3P-positive 소포체를 검출할 수 있는 탐침을 개발함. 기존의 탐침은 세포에 발현되면 PI3P-positive 소포체에 타기팅이 이루어져, 세포내에 존재하는 PI3P-결합 단백질의 기능을 억제할 가능성이 있음. 본 연구자가 개발한 탐침은 평상시에는 세포질에 위치해서 세포에 영향을 주지 않다가, rapamycin처리에 의해 소포체로 타기팅이 되는 탐침임. 이 탐침은 PI3P 연구에 중요하게 사용될 것으로 생각됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• Aim 1. RavZ의 자가포식체 타기팅 기전규명 ... 5
• Aim 2. RavZ보다 선택적이고 효율적인 자가포식체 탐침개발 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 끝페이지 ... 9