분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2008-12-04 08:06:32 , Hit : 4882
 염색체의 상태 혹은 위치를 조절하는 단백질

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2008-11-30

염색체가 그렇지 않아야 할 때에 너무 바짝 붙어있으면 이로 인해 유전적 질환이 초래될 수 있다. 그런데, 초파리에서 필요한 때에 염색체를 홱 잡아당겨 분리시키는 분자기구- DNA 수송 구조물-를 Giovanni Bosco 팀(: The University of Arizona in Tucson) 이 발견했다. 이 기구는 컨덴신 (condensin) II로 불리며 염색체를 비틀어 수퍼코일 상태를 만들어서 염색체를 분리시킴으로써 더 이상 접촉할 수 없게 만드는 단백질들이다. 이 단백질에 대해서는 이미 알려져 있었으나 세포 내에서 어떻게 작용하는지는 밝혀지지 않았었다.
이 팀은 또한 초파리의 정자 세포 각각이 적당한 수-너무 많지도 작지도 않은-의 염색체를 받도록 하는 데 있어서 컨덴신 II가 핵심적 역할을 한다는 것도 밝혀냈다. 컨덴신 II가 사람의 정자와 난자 형성에서도 같은 기능을 할 것이라고 Bosco은 추정한다. 정자나 난자에서 염색체 수가 너무 많거나 작으면 심각한 유전질환이 초래될 수 있는데, 그 한 예가 다운증후군이다. 또한 염색체 수에 있어서 비정상성은 사람에서의 조기 유산의 한 원인이기도 하다.

Bosco 팀의 이번 연구 결과는 학술지 “Science” 에 발표되었다. 세포가 염색체를 어떻게 통제하는 지 그리고 DNA의 정보가 어떻게 읽혀지는지를 안다면 어떤 생명체의 DNA가 그 생명체의 최종적인 형태에 어떻게 영향을 미치는 지를 더 잘 이해할 수 있을 것이다. 염색체들이 접하고 있을 때 전사 기구가 엄마 유래 유전자와 아빠 유전자 중에 어떤 유전자를 전사할 것인지를 선택할 수 있다는 사실이 알려진 지 50여 년이 지났다. 그리고 특정 유전자들이 어떻게 근접하게 되며 그 결과 소위 말하는 트란스벡션(transvection )이 일어나는가에 대해 많은 연구가 이루어져왔다.

Bosco는 그러한 염색체들이 함께 딱 달라 붙어있다면 어떻게 될까라는 의문을 가졌다. 그리고 염색체를 분리시키는 그 어떤 것을 찾기 위해서 난자에 염색체들이 달라 붙어있어 불임인 암컷 초파리를 찾았다. 그러한 초파리를 얻고 나서는 염색체를 떨어지지 못하게 하는 유전자를 분리했다. 그런데, 그 유전자는 컨덴신 II를 코딩하는 것이었고, 이는 불임 염색체는 컨덴신 II를 만들지 못할 가능성이 있다는 것을 시사하고 있다. 그래서 컨덴신 II가 염색체에 어떻게 영향을 미치는 지를 보기 위해서, 이례적으로 많은 사본의 동일 염색체를 가지고 있으며 세포도 크고 염색체도 거대해서 가시적 관찰이 가능한 정상의 (불임이 아닌) 초파리 침샘 세포를 시료로 이용했다. 온도 의존적으로 컨덴신 II를 만들 수 있는 유전자와 염색체의 위치를 관찰 할 수 있게 하는 녹색형광 단백질을 코딩하는 유전자 (green fluorescent protein, or GFP)를 침샘 염색체에 삽입했다. 이렇게 하여 컨덴신 II가 염색체들을 분리시키는 분자기구일 가능성이 매우 높다는 것을 보여주었다.







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