국내연구진, 후성유전 조절의 핵심 분자기전 규명

기사내용 요약
연구재단, KAIST 연구팀 'IPMK 효소-SWI/SNF 결합' 기능 확인
줄기세포 분화 조절 등에 응용 가능성 제시

[대전=뉴시스] IPMK 효소에 의한 SWI/SNF 단백질 복합체의 기능조절 모식도. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 세포분화 등에 중요한 후성유전을 정교하게 조절하는 신규 분자생물학적 기전을 발견했다.

한국연구재단은 KAIST 김세윤·이대엽 교수 연구팀이 동물세포에 존재하는 이노시톨 폴리인산 인산화(IPMK) 효소에 의해 후성유전학적 조절이 가능하다는 사실을 규명해 냈다고 2일 밝혔다.

이노시톨 폴리인산 인산화(IPMK) 효소는 이노시톨 인산을 생합성하는 핵심효소로 세포의 대사·성장 등을 조절하는 것으로 알려져 있다.

후성유전은 세대 간 유전정보를 전달하는 과정서 DNA 염기서열의 변화 없이 세포·개체 간 차이에 따라 유전자 발현을 조절하는 분야로 세포분화와 같은 다양한 생명현상이 후성유전에 의해 조절되는 것으로 확인되고 있다.

후성유전과 관련한 이노시톨 대사는 동물세포를 포함한 진핵세포(핵을 갖고 있는 세포)의 활성조절에 있어 반드시 필요한 시스템이다.

이번 연구서 KAIST 연구팀은 이노시톨 대사를 관장하는 IPMK 효소와 SWI/SNF(크로마틴의 구조적 변형을 유도해 유전자 발현을 조절하는 대표적인 후성유전 조절성 단백질 복합체) 후성인자가 서로 결합해 유전자 발현과 세포 정체성을 제어한다는 사실을 규명했다.

IPMK 효소 단백질은 이노시톨의 다양한 대사에 관여하는 신호전달 인자로, 세포 내 기능에 대해서는 많이 알려진 바가 없었다.

연구팀은 IPMK 단백질이 직접 SWI/SNF 후성인자와 결합할 뿐 아니라 특정 크로마틴(진핵세포 내 존재하는 히스톤과 DNA의 결합체)을 인식하는 과정에 있어 핵심적인 조절작용을 수행해 SWI/SNF 후성인자에 기반한 정교한 유전자 발현조절에 기여하는 것을 규명했다.

또 IPMK와 SWI/SNF 간의 조절을 통해 줄기세포의 내배엽 분화가 조절된다는 점도 확인, 줄기세포의 정체성을 결정하는 데 있어 이들의 역할이 핵심적인 과정임을 밝혔다.

이번 연구성과는 국제학술지 '이라이프(eLife)'에 지난달 12일 게재됐다.(논문명:Inositol polyphosphate multikinase physically binds to the SWI/SNF complex and modulates BRG1 occupancy in mouse embryonic stem cells)

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