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그림 1) 배아줄기세포 전분화능 유지에 필요한 폰틴= (왼쪽) 전분화능이 유지된 배아줄기세포는 alkaline phosphatase 양이 많아 짙게 염색된다 (WT). (오른쪽) 폰틴(Pontin)의 양이 줄어든 배아줄기세포는 전분화능을 유지하지 못해 분화가 일어나 alkaline phosphatase 양이 줄어들어 염색이 되지 않은 것을 알 수 있다 (Pontin KO).
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그림 2) 배아줄기세포에서 폰틴의 역할 모식도= 폰틴은 배아줄기세포의 주요 전사조절인자 Oct4와 결합해 하위 표적유전자들의 발현을 조절한다. 이 표적 유전자 중엔 배아줄기세포의 분화를 억제하는 ‘긴 비암호화 RNA (long intergenic non-coding RNA, lincRNA)’도 포함된다.
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국내의학자가 배아줄기세포 분화능 조절하는 새 단백질의 기능을 밝혀냈다.
국립암센터(원장 이강현,
http://www.ncc.re.kr)는 국제암대학원대 김인후 대학원장, 시스템종양생물학과 이호(사진), 서울대 백성희 교수 연구팀이 배아줄기세포의 분화능을 조절하는 새로운 단백질(폰틴/Pontin)의 기능을 밝혀냄으로써 줄기세포를 이용한 재생의학 연구의 새로운 단초를 내놨다.
인간을 포함한 모든 포유류 동물은 하나의 수정란이 분열, 여러 가지 조직과 세포를 갖는 개체로 성장하게 된다.
이러한 변화는 수정란의 배아줄기세포 전분화능(pluripotency)에 기인한다.
수정란은 배아줄기세포의 전분화능과 분화 과정을 조절, 이용한다면 줄기세포로부터 신경 세포, 피부 세포 등 다양한 세포 또는 조직을 만들 수 있다는 계산이 나온다.
연구팀에 따르면 이런 이유로 배아줄기세포 연구는 아직까지 불치병으로 여겨지는 많은 질병들에 대한 재생의학적 치료제 개발과 활용에 응용 가능성이 크다.
이번 연구에선 일반적인 유전자조절인자로만 알려졌던 폰틴(Pontin)이 주요 전사인자 Oct4와 함께 작용, 배아줄기세포 전분화능 유지에 필수적인 유전자들의 발현을 조절한다는 것을 규명해냈다.
또 분화된 세포를 다시 역분화시켜 전분화능을 갖는 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cells, iPS)가 만들어지는 과정이 폰틴에 의해 조절 받는다는 사실도 확인됐다.
여기에다 폰틴이 ‘긴 비암호화 RNA(long intergenic non-coding RNA, lincRNA)’의 발현을 조절, 배아줄기세포의 전분화능을 조절한다는 것을 찾아냈다.
연구팀은 이 연구를 통해 배아줄기세포의 전분화능이 폰틴(Pontin)에 의해 조절되는 새로운 기전을 밝혀냄으로써 줄기세포를 이용한 재생의학 연구와 치료제의 개발에 크게 기여할 것으로 기대했다.
이 연구논문은 세계 최고 권위의 과학 전문지 Nature의 자매지 Nature Communications(IF 10.742) 저널 온라인 10일자에 게재됐다
기사최종편집일: 2024-05-02 14:59:07
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