| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 애기장대풀의 자가포식과정에서 오토파고솜과 액포의 융합에 결정적으로 관여하는 SNARE 단백질을 동정 ■ 전체 내용 자가포식작용은, autophagic membrane으로 세포내 물질을 분리하여 분해기관으로 수송, 분해하는 세포의 대표적인 분해시스템중 하나이며, 식물의 대표적인 적응 전략중 하나이다. 자가포식작용은 다양한 중심 자가포식 단백질과 SNARE, RAB-GTPase와 같은 단백질에 의해서 그 형성과 분해가 정교하게 조절되는 것이 밝혀진바 있다. 그중에서도 SNARE 단백질은 막과 세포소기관 사이의 융합을 담당하며, 자가포식이 효과적이고 빠르게 일어나는 것을 도와주는 역할을 한다. 동물과 효모에서 자가포식 특이적인 SNARE를 동정 및 기전이 연구된 바있으며, 식물에서는 아직 자가포식에 관여하는 SNARE의 발견이 이루어진바 없다. 그러므로 본 연구의 목표는 식물세포 특이적으로 자가포식에 관여하는 SNARE 단백질을 세계 최초로 동정을 하고 자세한 기능을 밝히는 것이다. 후보 SNARE 단백질군의 스크리닝을 진행하였다. 1)후보단백질군의 돌연변이형하에서 자가포식 마커 단백질이 특이적인 반응을 보이는지 2) 후보단백질의 형질전환체와 자가포식 마커 단백질 GFP-ATG8a과 연관성을 보이는지 3) 후보단백질이 ATG8a 자가포식 중심단백질과 interaction을 할수있는지를 기준으로 스크리닝을 진행했다. 그 결과 자가 포식 작용과 연관이 있는 SNARE 단백질 SYP72를 동정해냈다. 공초점현미경을 이용하여 SYP72가 오토파고솜 초기과정에 관여한다는 것을 알수 있었고, 포유류와 초파리에서 자가포식 특이적인 SNARE 로 동정된 STX17과 유사한 특성을 보이는 것을 밝혔다. 특히, ERphagy 유도 환경에서 오토파고솜의 형성에 관여한다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해서 식물에서 ER 특이적인 자가포식작용의 이해도를 높이고 좀더 ERphagy에 대해 정확한 모델을 제시할 수 있을 것이다. □ 연구개발성과 본 연구는 자가포식작용을 조절하는 SNARE단백질을 스크리닝한 결과 SYP72 단백질이 오토파고솜 형성에 역할을 한다는 결과를 얻을 수 있었다. 해당 단백질은 자가포식 마커 단백질인 ATG8a와 상호작용을 보이고, ERphagy 유도환경에서 오토파고솜 형성이 제대로 되지 못하는 표현형을 보였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 연구를 통해 얻은 실험결과는 박사과정 학위논문과 저널에 투고할 논문의 주요한 실험결과로 활용될 것이다. 식물에서 ERphagy는 연구가 많이 되지 않은 분야 중 하나로, 분자생물학적 규명은 더더욱 되지 않았다. 그러므로 ERphagy를 조절하는 SNARE의 발견은 식물의 ERphagy에 대한 이해도를 높이는 결과가 기대된다. 그리고 자가포식 과정은 식물의 생존전략중 하나이다. 앞으로 예상되는 기후변화로 식물의 적응여부가 주요해진 지금 해당 단백질은 더 나은 작물을 개발하는데 있어 주요한 정보를 줄 것이라고 예상된다. (출처 : 요약문 2p) |
