| 초록 |
□ 연구개요 전기적 자극에 의한 일정한 방향으로의 주전성 세포이동은 발생과 재생과정, 상처의 치유, 식물의 뿌리 등에서 일어날 뿐만 아니라 일상의 세포들 또한 휴지전위의 변화에 따라 다양한 생리적 현상이 유발되는 것으로 알려져 있지만 그 기전은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 세포이동 연구에 활발하게 이용되고 있는 Dictyostelium 모델 생물을 이용하여 상대적으로 잘 알려진 주화성 세포이동 기전을 기반으로 전기적 자극에 의한 주전성 세포이동 신호전달경로를 규명하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 주전성 세포이동의 분자적 기전을 규명하기 위하여 두 개의 연구소목표를 설정하였다. 연구소목표1은 ‘주전성 세포이동 관련 신호전달 단백질의 동정 및 기능 규명’이며, 연구소목표2는 ‘주전성 세포이동의 세포극성화 기전 규명’이다. 각 소목표를 달성하기 위하여 네 개의 추진 목표를 두고 연구를 진행하였다. 1) 세포이동의 방향성과 속도 조절 기전 규명 연구를 통하여 PI3-kinase는 세포의 발생단계에 따라 세포이동에 다른 역할을 한다는 것을 밝혔다. 단세포 상태에서는 이동 속도를 억제하지만 발생이 진행된 상태에서는 속도를 증가시키는 역할을 하였다. 기존에는 PI3K는 세포이동 촉진에 필수적인 것으로 알려졌지만 본 연구를 통하여 그 기능이 세포의 상태에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 2) 세포부착에 의한 세포조절 기전 규명 연구를 통하여 2편의 SCI 논문을 게재하였다. RapA와 RapC는 세포이동 속도 조절에서는 서로 반대 기능을 하였다. RapA는 속도를 억제하지만 RapC는 반대로 촉진시키는 역할 하였다. RapC의 C-말단 부위가 RapC의 기능에 필수적이며, 이 부위를 RapA에 부착시켰을 때 RapA의 기능을 반대로 변화시킴을 발견하였다. 이 결과는 Ras 단백질에 의한 세포이동 뿐만 아니라 Ras 단백질 유래 암연구에도 기여할 것으로 생각된다. 3) 칼슘 신호전달경로와 라스 신호전달경로의 상호관계 규명 연구를 통하여 SCI 1편의 논문을 게재하였다. 세포가 다양한 외부 자극 농도와 강도의 차이에 반응하기 위해서는 적응이 필요하다. C2GAP1 단백질은 칼슘과 인지질에 의해 외부 자극에 의해 세포막으로 위치 변화를 하게 되며 이 과정은 Ras 단백질의 외부 자극에 대한 적응에 필수적임을 밝혔다. 4) 전기자극에 의한 세포 극성화 기전 규명 연구를 통하여 전기자극이 주어졌을 때 주화성인자의 자극에 비해 매우 느리게 극성화가 일어나지만 신호전달 단백질들의 기본적인 재배열 패턴을 같은 것으로 나타났다. 또한 다세포발생 단계에서 주전성 세포이동이 돌기 형성에 관련되어 있음을 발견하였다. 발생과정과 주전성 세포이동, 탈분극 현상의 관련성 규명은 후속 연구가 필요하다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 방향성을 가진 세포이동은 화학적, 기계적 혹은 전기적 요인에 의해 유도될 수 있지만, 최근까지의 거의 모든 연구는 화학적 요인에 의한 주화성세포이동 연구에만 집중되었다. 주전성 세포이동 연구는 전 세계적으로 초기 단계에 있으며 주전성이동에 필요한 기본적인 신호전달물질 조차 규명되어 있지 않다. 본 연구 결과는 추가적 주전성 세포이동 연구를 선도하는데 활용될 것이다. - 본 연구 결과는 전기적 자극을 이용한 세포의 이동성과 방향성을 조절할 수 있는 의학용도구와 전기치료제 개발의 토대를 마련하는데 기여할 것이다. - Ras 단백질은 원발암유전자이다. 본 연구 결과, RapA와 RapC는 세포이동에서 반대 기능을 수행하며, RapC의 C-말단은 다른 Ras 단백질의 기능을 반대로 변화시킬 수 있다는 것을 밝혔다. 이 결과는 인간에 존재하는 아직 연구가 잘 되지않은 다수의 Ras 단백질 연구뿐만 아니라 암 연구에 기여할 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
