[📪정보] News) 각종 희귀질환, 조로증, 암등 치료가능성?

[익명(14.55)]

연구 성과의 포인트

염색체의 응집을 담당하는 단백질HP1그러나 지금까지 알려지지 않았습니다.H3K9 메틸화 (히스톤 H3의 9번째 리신의 메틸화)효소 ·탈메틸화(히스톤의 탈메틸화)효소의 단백질을 안정화시키는 역할이 있음을 발견올바른 염색체 구조를 유지하기 위해서는 HP1 단백질이 필수적인 것으로 밝혀졌습니다.본 연구 성과를 바탕으로 H3K9 메틸화 효소 · 탈 메틸화 효소의 양을 제어하는 약제를 개발함으로써 H3K9 메틸화의 이상이 보이는 질환의 새로운 치료법에 기대

개요

오사카 대학 대학원 생명 기능 연구과의 마에다 료 특임 조교(상근)와 타치바나 마코토 교수의 연구 그룹은, HP1이라 불리는 단백질이 히스톤 H3의 9번째 리신의 메틸화(H3K9메틸화) 형성에 관련된 효소의 안정화에 필요한 것을 세계에서 처음으로 밝혔습니다. 조기 노화증 등의 희소 질환이나 다양한 암으로 H3K9 메틸화의 이상이 관찰되기 때문에, H3K9 메틸화의 형성 기구의 해명은 이러한 질환에 대한 치료의 발판이 됩니다.

HP1은 H3K9 메틸화에 결합하는 단백질로 확인되었다. 포유류에는 세 종류의 HP1 단백질이 있습니다. 지금까지, 3종류의 HP1 모두를 결손시켜 그 기능을 해석한 연구는 없었습니다. 연구 그룹은게놈 편집기술을 이용하여 3종류의 HP1 모두를 결손시킨 세포를 수립하여 정상 세포와 비교하였다. 그 결과 HP1을 결손시킨 세포에서는 H3K9 메틸화효소·탈메틸화효소가 현저하게 분해되어 염색체가 올바른 구조를 취할 수 없게 되는 것을 알 수 있었다. 기능을 일부 결손시킨 HP1 변이체에 의한 해석에서 HP1은 H3K9 메틸화효소와 탈메틸화효소를 염색체에 연결시켜 이들 효소의 단백질 분해를 막는 것을 알았습니다(그림 1). 이러한 연구 결과는 지금까지 알려진 HP1의 기능과 크게 다르다. 본 연구 성과를 바탕으로 HP1과 H3K9 메틸화 효소 · 탈 메틸화 효소의 결합을 촉진 또는 억제하는 약제를 개발하면 H3K9 메틸화의 이상으로 인한 질환에 대한 새로운 치료법으로 이어질 것으로 기대 됩니다.

본 연구 성과는, 유럽 과학지 「EMBO reports」에, 2월 15일(화) 20시(일본 시간)에 공개되었습니다.

그림 1. 본 연구에서 밝힌 HP1의 기능

HP1은 H3K9 메틸화효소·탈메틸화효소와 염색체 상에 복합체를 만들어 이 효소를 안정화한다(왼쪽). HP1이 결핍되면 이러한 효소가 분해되어 염색체 구조의 붕괴가 발생합니다 (오른쪽).

연구 배경

진핵생물의 염색체는 히스톤이라 불리는 단백질 복합체에 DNA가 감긴 구조를 취하고 있습니다. 히스톤에 메틸화나 아세틸화 등의 화학 수식이 실시됨으로써 염색체의 응집이나 이완이 유도되어, 그 결과 유전자의 발현량이 변화합니다. 이러한 DNA 서열의 변화를 수반하지 않는 유전자 발현 제어를 후성적 제어라고 합니다. 후성적 제어는 발생과 분화에 필수적이며, 시스템의 파열은 암과 같은 다양한 질병을 유발합니다. 따라서 후성유전적인 제어를 담당하는 단백질의 기능 해명은 이 질병의 발병 기능의 해명과 창약 연구로 이어집니다.

히스톤 H3의 9번째 리신의 메틸화(H3K9메틸화)는 유전자 발현이 억제된 영역에서 보이는 전형적인 후성유전자 변형이다. HP1은 H3K9 메틸화에 결합하는 단백질로 확인되었다. 진핵생물에서는 H3K9 메틸화와 HP1이 반드시 세트로 보존되어 있기 때문에, HP1은 H3K9 메틸화에 의한 유전자의 발현 억제에 필수라고 생각되어 왔습니다. 포유류에서 HP1은 세 가지 유사한 유전자에 의해 암호화됩니다. 지금까지 HP1 중 2종류가 결핍된 세포에서는 눈에 띄는 표현형이 관찰되지 않았다. 그래서 타치바나 교수들의 연구 그룹은 HP1의 정확한 기능을 알기 위해 3종류의 HP1을 모두 결손시킨 세포를 수립하여 해석을 행하기로 했습니다.

연구 내용

소개 연구 그룹은 HP1이 H3K9를 넣는 메틸화 효소와 결합하는 것을 주목했다. HP1에 결합할 수 없는 H3K9 메틸화 효소 단백질은 불안정하다는 선행 연구에서 HP1은 H3K9 메틸화 효소 단백질의 안정성 유지에 관여하는 것이 아닐까 가설을 세웠습니다. 마우스 ES 세포를 이용하여 게놈 편집 기술에 의해 3종류의 HP1 모두를 결손시킨 결과 H3K9 메틸화효소 단백질이 대폭 감소하는 것을 알 수 있었다. HP1 완전 결손 세포의 핵내를 전자현미경으로 보면 염색체의 응집 영역과 이완 영역의 구별이 없는 것을 알 수 있었다(그림 2). 이 결과로부터 HP1은 H3K9 메틸화 효소의 단백질 양을 유지하고 올바른 염색체 구조를 유지하는 데 필수적인 것으로 나타났습니다.

그런 다음 HP1이 H3K9 메틸화 효소를 안정화하는 방법을 조사하기 위해 일부 기능이 결핍 된 HP1 변이체를 사용하여 생화학 분석을 수행했습니다. H3K9 메틸화효소에는 결합할 수 있지만 H3K9 메틸화에 결합할 수 없는 HP1 변이체는 H3K9 메틸화효소를 안정화시킬 수 없었다. 이를 통해 HP1이 이러한 효소를 안정화하기 위해서는 HP1과 효소의 결합뿐만 아니라 HP1이 염색체에 결합하는 것도 필요하다는 것을 알았습니다. 또한 HP1은 H3K9를 제외한 기능을 하는 효소도 마찬가지로 안정화하는 것도 발견했습니다.

이상의 결과로부터, HP1은 H3K9 메틸화효소·탈메틸화효소를 염색체에 연결하여 안정화하는 허브의 역할을 갖는 것을 알았습니다.

그림 2. 전자현미경에 의한 정상세포와 HP1 완전결핍세포의 핵의 비교

정상세포(왼쪽)의 핵에서는 검게 염색된 염색체의 응집영역(핑크색 부분)과 희게 염색된 이완영역(황색 부분)이 명확 에 구별할 수 있다. 한편, HP1 완전 결손 세포(오른쪽)의 핵은 화상의 농담이 소실되어 있어 염색체의 응집 영역과 이완 영역의 구별이 붙지 않는다.

본 연구 성과가 사회에 미치는 영향 (본 연구 성과의 의미)

본 연구 성과에 의해 HP1과 H3K9 메틸화효소·탈메틸화효소의 결합이 이들 효소의 안정화에 필수적인 것으로 나타났습니다. 암 등 다양한 질환에서 H3K9 메틸화의 이상이 관찰됩니다. 이들 효소와 HP1의 결합영역에 들어가 결합을 저해, 또는 촉진하는 약물을 개발함으로써 H3K9메틸화의 이상으로 인해 일어나는 질환에 대한 치료법을 제안할 수 있다고 생각합니다.

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HP1으로 H3K9 메틸화 안일어나게 조절 할수있으면

이거 하나만 잡아도 여러질병 잡는거임?

소설같은거 보면 조로증 치료제가 노화억제하거나 역전하는거로 등장하던데 ㅋㅋ

이게 그런 획기적인 연구였으면 이미 전세계 뉴스에 도배됐으려나.

아니면 아직 약물을 만든게 아니여서그런가..

https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2022/20220215_2

일본에서 나온 연구결과인데 번역기 돌려서 퍼옴

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Heterochromatin protein 1은 histone H3 lysine 9 methylation을 인식하는 histone code reader 단백질입니다. 이질염색질을 형성하여 전사 공동억제제 역할을 합니다. 발견 이후, 종양 형성에서 heterochromatin protein 1의 중요한 역할은 지속적으로 보고되었습니다. 실제로, 수많은 연구에서 다양한 암에서 이질염색질 단백질 1의 변경된 발현 수준에 대해 보고합니다. heterochromatin protein 1의 변화된 발현 패턴은 heterochromatin 형성, 전사 조절, DNA 복구, 세포 주기, 텔로미어 유지와 같은 다양한 기전을 조절하기 때문에 종양 형성과 관련이 있습니다. 종양 형성에서의 역할을 제안하는 연구에도 불구하고 각 암 유형에서 이질염색질 단백질 1의 정확한 종양 형성 메커니즘은 아직 확립되지 않았습니다. 현재 리뷰에서는 우리는 heterochromatin protein 1과 암 사이의 관계에 대한 연구를 요약합니다. 또한, 우리는 heterochromatin protein 1을 암의 예후 마커이자 치료 표적으로 사용할 가능성을 강조합니다.

이건 연대 약대 성균관대 약대에서 2022년 2월1일자로 게시된 논문글중에 간단한 요약이라고 된 부분 퍼옴.

https://www.mdpi.com/2072-6694/14/3/763

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[익명(116.42)]

다른건 다 필요없어도 노화.암.심혈관 포함 모든 질병정복은 20년안에 다 이뤄져야한다...