[대학원 생명과학과 세미나 안내]
연사 : 우종찬 박사(The Genome Center and Department of Plant Biology, University of California)
연제 : Emerging perspectives on small/chemical modulators for autophagy in disease and cancer control
일시 : 2016년 11월 7일 (월) 오후 5시
장소 : 하나과학관 A동 307호
초청교수 : 김옥매 교수
Abstract
Autophagy (자가포식)는 세포내 기능을 소진한 소기관들과 단백질등을 포함한 여러 물질들이autophagosome이라는 이중막 구조의 소포낭 (vesicles)으로 둘러 싸여, 동물 세포의 리소좀이나 식물 세포의 액포로 수송된 다음, 분해되는 일련의 기작을 말한다. 분해된 산물들은 세포가 외부 환경에 순응 하기 위하여 필요한 물질을 합성 하는데 재 사용 되어 지며, 이 과정에서 리소좀과 액포내의 다양한 분해 효소들이 역할을 하는 것으로 밝혀져 있다. 최근 주요 작물의 과육 발달 과정과, 영양분의 재 분배 과정에 autophagy의 중요성이 보고 되고 있으며, 퇴행성 신경 질환인 Alzheimer질환의 주요 물질인 β-amyloid의 생성 과정 중 autophagy의 역할과 암발생 과정에서 autophagy의 기능들이 밝혀짐으로써, 인간의 질병과 연관된 연구도 활발히 진행되고 있다. 본 연구의 표적인자인 ATG4 (AuTophaGy 4) 시스테인 프로테아제는 ATG8의 단백질 카르복실 말단에 존재하는 진화적으로 잘 보존된 글라이신 잔기 뒷부분을 자르고, 그 결과 노출된 ATG8의 글라이신 아미노산 잔기는 막구성 인지질중 하나인 phosphatidyl-ethanolamine (PE)과의 결합에 관여 한다. Autophagy 형성 과정 중, ATG4에 의한 ATG8의 프로세싱은 autophagosome 형성 및 활성 측정의 중요한 지표로 사용되고 있다. 본 연구실은 최근 애기 장대의AtATG4 (Arabidopsis thaliana ATG4)에 의한AtATG8 프로세싱 활성을 모니터 할 수 있는 생체분자 합성기질을 고안 하였다. 이 합성기질은 AtATG4에 의해 AtATG8이 아미노 말단과 카르복실 말단으로 분리되는 점을 이용 하여, Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET) 기술을 접목 제작 하였다. 이렇게 제작된 합성기질을 이용하여, 인간을 포함한 다섯 종의 ATG4에 의한 ATG8의 효소 반응을 표적으로 high-throughput screening을 수행하여, 신규 약리 물질을 분리 하고, 다섯 종 모두에 반응 하는 약리 물질과 종 특이적 및 동형 단백질 특이적 약리 물질을 동정 하였다. 신규 약리 물질을 이용한 autophagy의 활성 조절은 환경 및 외부의 신호에 반응 하기 위한 세포의 항상성을 조절 할 수 있게 되고, 이는 살진균제 및 항암제 개발을 용이하게 하여, 의학 및 농업 분야 발전에 기여 할 수 있다.