비만을 유도하는 후성유전적 변화 과정 최초규명
비만을 유도하는 후성유전적 변화 과정, 세계 최초 규명 - 비만 예방 및 치료제 개발에 새로운 이정표 제시 -
연구결과 개요
2. 연구내용
ㅇ 본 연구에서는 이러한 비만의 근본적 해결을 위해 후성유전학의 개념을 도입하였다. 후성유전학은 환경에 의해 후천적으로 표현되는 형질을 설명할 수 있으며 그 대표적인 기전으로서 히스톤의 변형을 들 수 있다. 히스톤은 DNA와의 결합 정도를 통해 염색체의 구조를 결정하여 유전자 발현을 조절하는 단백질이다. 본 연구진은 에너지 자극에 의해 활성화되는 신호전달물질 S6K1이 히스톤 단백질의 변형을 통해 줄기세포에서 지방세포로의 분화를 촉진하여 비만을 유도한다는 사실을 밝혔다.
ㅇ mTOR-S6K1 신호전달체계는 기존에 세포질에서 단백질 생성을 매개하는 것으로 알려져 있다. 본 연구진은 줄기세포에서 분화자극인자(BMP4)에 의해 활성화된 S6K1이 세포질에서 핵 안으로 들어가 히스톤 단백질 H2B에 결합하여 H2B의 36번째 세린 (H2BS36) 잔기를 인산화시키는 현상을 최초로 관찰하였다. 이렇게 S6K1에 의해 인산화된 H2B는 또다른 히스톤 변형 효소인 EZH2를 불러와 히스톤 H3의 27번째 라이신(H3K27) 잔기의 메칠화를 유도한다.
* 엠톨(mTOR) : 세포 내에서 신호전달에 관여하는 단백질로, 세포의 크기, 분열, 생존 등 조절에 중심적인 기능을 한다. S6K1의 상위조절물질로서 S6K1의 389번째 트레오닌 (T389) 잔기를 인산화시킴으로써 S6K1을 활성화시킨다.
히스톤 단백질은 유전자 발현을 어떻게 조종해