초록 ▼

□ 연구개요
DNA polymerase(pol) eta는 각종 DNA 손상에 의한 유전자 돌연변이 형성 과정에서 손상원 종류에 따라 상이한 돌연변이 억제 또는 촉진의 역할을 할 것으로 유추됨.
인간 개체군에서 약 1천여 종에 달하는 POLH의 유전적 다양성은 개개인의 돌연변이형질에 영향인자로서 작용할 가능성이 높으나 아직 구체적 연구가 미비함. 이에 착안하여 본 과제에서는 인체 pol eta의 cognate DNA 손상들에 대한 손상 통과 합성(TLS) 기능에 영향을 미치는 유전 변이들을 탐색하고 세포 내 기능 영향을 탐

□ 연구개요
DNA polymerase(pol) eta는 각종 DNA 손상에 의한 유전자 돌연변이 형성 과정에서 손상원 종류에 따라 상이한 돌연변이 억제 또는 촉진의 역할을 할 것으로 유추됨.
인간 개체군에서 약 1천여 종에 달하는 POLH의 유전적 다양성은 개개인의 돌연변이형질에 영향인자로서 작용할 가능성이 높으나 아직 구체적 연구가 미비함. 이에 착안하여 본 과제에서는 인체 pol eta의 cognate DNA 손상들에 대한 손상 통과 합성(TLS) 기능에 영향을 미치는 유전 변이들을 탐색하고 세포 내 기능 영향을 탐구함으로써, pol eta의 기능적 유전변이를 발굴하고 이들이 개인화된 발암원-유래 돌연변이 형성 기제 및 감수성에 미치는 역할을 규명하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
먼저, 인체 POLH의 유전변이들을 대상으로 스크리닝하여 DNA 손상에 대한 pol eta의 통과 합성 기능에 결손이나 증강 변화를 초래하는 유전변이들을 발굴하고자 하였음. 그 결과, cyclobutane thymidine dimer(CTD)에 대한 TLS 기능에 증감 변화를 보이는 C34W, I272T, S296F, T329I, R334G 및 R334W 변이를 발굴하였음. 둘째, 발굴된 기능적 pol eta 유전적 변이체들의 생화학적 특성을 분석하고 기능 변이를 초래하는 주된 메커니즘을 탐색하고자 하였음. 그 결과, C34W 변이체에서 정상 T 및 CTD에 대한 합성 효율이 현저히 저하되어 있으며, 반면 I272T, S296F, T329I, R334G,R334W 변이체들에서는 효율이 증가됨을 확인하였음. 셋째, 발굴된 기능적 pol eta유전변이들이 인체 세포에서 DNA 손상원에 대한 감수성에 미치는 영향을 분석하고 개개인의 손상원 감수성 인자로서 역할을 탐색하고자 하였음. 그 결과, 제작한 POLH-녹아웃-HEK293 세포에서 다이머-DNA 손상을 일으키는 자외선 조사 및 cisplatin 투여에 대한 세포 독성이 현저히 증가됨이 확인되었음. 정상 POLH, I272T,또는 S296F 변이 유전자의 세포내 도입은 POLH-녹아웃 세포의 자외선 및 cisplatin에 대한 세포 독성 과민성 형질을 정상 세포와 비슷한 수준으로 회복시켰으나, TLS기능이 저하된 C34W 변이유전자는 세포 독성 과민성 형질을 전혀 회복시키지 못함을 확인하였음. 이는 C34W 유전자 변이가 다이머 형성-DNA 손상원에 대한 세포 독성 감수성 인자로 작용할 가능성을 시사하는 결과임.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구로부터 사람 개체군에서 존재하는 POLH의 자연적 생식세포계열(germline) 유전자 변이들 중 일부(적어도 5종)는 이들 효소의 TLS 기능에 현저한 변화를 초래할 가능성을 처음 규명하였음. 특히 POLH의 기능적 저하를 유발하는 C34W POLH 유전변이는 다이머-DNA 손상을 유발하는 DNA 손상원 폭로에 대한 세포 또는 개체의 독성 감수성 증가 원인으로 작용할 수 있을 것으로 사료됨. 이 같은 연구 결과는 향후 인체 DNA polymerase eta의 유전 변이들과 각종 DNA 손상 유발성 돌연변이원 또는 발암원에 대한 세포 또는 개체의 감수성 사이의 연관성을 탐구하기 위한 후속적인 응응 연구의 이론적 토대가 될 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1) 기능변화 가능성이 높은 인체 pol eta의 유전변이 선택 ... 5
• 2) 인체 pol eta의 wild-type 및 genetic variant들의 재조합 단백질 발현 및 순수 분리 ... 6
• 3) DNA polymerase eta의 정상 또는 손상 DNA template에 대한 standing-start primer extension ... 6
• 4) Pol eta variant의 정상 DNA에 대한 단일 nucleotide 삽입의 steady-state kinetics 분석 ... 6
• 5) Pol eta variant의 DNA 손상물에 대한 단일 nucleotide 삽입의 steady-state kinetics 분석 ... 7
• 6) Pol eta variant의 효소활성/구조적 특성 분석 ... 7
• 7) POLH-녹아웃-HEK293 세포에서 pol eta 변이 유전자 도입 시 자외선 및 cisplatin 에 의한 세포 독성 과민 감수성의 회복 효과 분석 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 10