초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제는 i) Estrogen receptor alpha (ERα)의 hinge 부위에 숨겨져 있는 다양한 PTM (post-translational modification)　code (단백질 수식화 암호)와 그 상호작용 (cross-talk)을 해독하고 ii) 임상적으로 발견되는 ERα K303R 변이에 의한 PTM code의 변화 및 ERα의 transcriptional networks와 cistrome 리프로그래밍 분석을 통해 ERα mutation에 의한 유전학적 그리고 PTM에 의한 후성유전학적 전사

□ 연구개요
본 연구과제는 i) Estrogen receptor alpha (ERα)의 hinge 부위에 숨겨져 있는 다양한 PTM (post-translational modification)　code (단백질 수식화 암호)와 그 상호작용 (cross-talk)을 해독하고 ii) 임상적으로 발견되는 ERα K303R 변이에 의한 PTM code의 변화 및 ERα의 transcriptional networks와 cistrome 리프로그래밍 분석을 통해 ERα mutation에 의한 유전학적 그리고 PTM에 의한 후성유전학적 전사조절 기전을 새롭게 밝히며 iii) ERα K303R 변이로 인한 PTM code의 변화 과정에서 그 핵심 조절자로서 ERα coregulator인 DBC1의 역할을 새롭게 규명함을 목표로 함. 또한 iv) ERα K303R 변이, hinge PTM code 및 그 핵심 조절자 DBC1과 유방암 항암내성 진행과의 상관관계를 규명하여 유전학적·후성유전학적 변화에 의한 유방암 진행기전의 이해 및 치료에 필요한 기초 정보를 제공하고자함.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도: 유방암세포에서 ERα mutant Knock-In (KI) 세포모델 제작을 통한 ERα-K303R 특이 표적유전자 발굴 및 K303R 변이에 의한 ERα 인산화와 아세틸화 간의 상호작용 분석
● Genomic modeling 기반 ERα mutant Knock-In (KI) cellular model 제작
● ERα-K303R 변이에 의한 ERα 전사활성 변화 분석
● Global 수준의 ERα-K303R 특이 표적유전자 발굴 (ERα WT vs. ERα-K303R transcriptome 분석).
● ERα K303R 변이에 의한 S305 인산화와 아세틸화 변화 분석, 인산화와 아세틸화 간의 상호작용 (cross-talk) 분석 및 PKA 활성에 대한 DBC1의 역할 분석
2차년도:　유방암세포에서 ESR1 K303R 변이에 의한 ERα의 전사활성, cell signaling 및 recruitment 변화 분석과 유방암세포의 tumorigenic property의 변화 분석
● MCF-7 ESR1 K303R knock-In (KI) 세포모델에서 ERα의 전사활성 변화 분석
● ESR1 K303R mutation에 의한 MCF-7 cell signaling의 변화 분석
● ESR1 K303R mutation에 의한 MCF-7 세포의 tumorigenic properties 변화 분석
● ESR1 K303R mutation에 의한 ERα의 chromatin recruitment 변화 분석
3차년도:　유방암세포에서 ESR1 K303R 변이에 의한 ERα cistrome 변화 분석 및 active enhancers와 super-enhancers의 변화 분석
● Genomic engineering 기반 DBC1 Knock-Out (KO) cellular model 제작
● DBC1 KO에 의한 MCF-7 세포의 성장 및 ERα WT과 K303R mutant의 전사활성 변화 분석
● Genome-wide 수준에서 ERα K303R 변이에 의해 조절되는 active enhancers 분석 및 유전자발현과의 상관관계 규명
● Genome-wide 수준에서 ERα-K303R 특이적 cistrome 분석
● E2 비의존적 & ERα K303R 특이적으로 조절되는 enhancer 분석 및 연관 유전자들의 발현변화 분석
● Genome-wide 수준에서 ERα-K303R 특이적 super-enhancers 형성 분석

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
● ERα hinge 부위에서 일어나는 PTM code 및 각 PTM간의 cross-talk을 해독하고 그 조절기전을 성공적으로 규명하여 기존에 ERα LBD 부위에만 한정되어 진행된 ER 전사조절 기전연구를 hinge 부위까지 혁신적으로 확장할 수 있으며 50여종의 핵수용체 superfamily 대부분 hinge 부위를 가지고 있다는 점에서 본 연구결과가 전사조절 연구분야에 새로운 insights를 제공할 뿐만 아니라 다양한 핵수용체 전사조절 기전연구에 적용될 수 있다는 점에서 학문적 파급효과와 활용가치는 매우 클 것으로 예상됨.
● ERα hinge에 숨겨진 전사조절 암호를 K303R 변이와 PTMs 측면에서 해독하고 그 상호작용을 밝힘으로써 전사인자의 유전학적 변이 그리고 후성유전학적 전사조절기전에 대한 이해를 넓히고, 다양한 암유발 전사인자들에게 일어나는 유전학적·후성유전학적 변이의 상호작용을 이해하기 위한 기초정보를 제공하여 생명과학분야 뿐만 아니라 의약학분야의 지식의 진보에 기여할 수 있을 것임. 또한 제작된 mutant-specific KI　 cellular model은 epigenetic inhibitors와 같은 치료제 개발 및 mutation 맞춤형 drugs 발굴을 위한 스크리닝에 직간접적으로 활용할 수 있어 본 과제 연구결과의 학문적/기술적 파급효과와 그 경제적/사회적 활용가치는 매우 클 것으로 예상함.
● Estrogen 의존성에서 비의존성 그리고 항암내성으로 이어지는 refractory breast cancer pathway에서 ERα hinge mutation과 다양한 hinge PTM codes 해독을 통해 독창적이고 새롭게 확장된 pathway를 제시함으로써, 전사조절 및 항암내성 분야의 연구를 세계적 수준에서 계속적으로 선도해나갈 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 1차년도 연구개발과제 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2) 2차년도 연구개발과제 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 3) 3차년도 연구개발과제 수행 과정 및 수행 내용 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 18
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 28