유타대학교 연구진은 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans, C. elegans)의 시냅톤 복합체(SC) 내 복잡한 상호작용을 밝히는 새로운 방법을 개발했습니다. SC는 감수분열 중 상동 염색체 쌍을 밀착시키는 지퍼 같은 단백질 구조로, 유전 정보의 성공적인 교환을 가능하게 합니다. 이 연구는 생식세포 형성에 필수적이지만 기존에는 실험실에서 재현하기 어려웠던 이 단백질들의 염색체 상호작용 조절 방식을 이해하는 중요한 진전입니다.
새로운 방법으로 밝혀낸 핵심 염색체 상호작용
연구팀은 염색체 간 상호작용을 유도하는 세 개의 단백질 구간을 확인하고, 이들이 상호작용하는 위치를 규명했습니다. 연구진은 유전적 억제자 스크리닝이라는 기법을 사용했으며, 이는 기존 구조 분석으로 조사하기 어려운 대형 세포 구조를 연구하기 위해 이 방법을 시도한 최초의 사례입니다.
유타대학교 생물학과 부교수이자 교신저자인 오퍼 로그(Ofer Rog)는 “이 방법은 결정화로 연구할 수 없는 세포 시스템을 표적으로 삼을 수 있습니다. 많은 세포 상호작용은 느슨하게 결합되어 있고 모든 것이 계속 움직이기 때문에 전자현미경으로 관찰할 수 없습니다”라고 말했습니다.
세포 내부의 복잡한 기전
감수분열 중 염색체는 정확하게 정렬되고 유전 정보를 올바르게 교환해야 합니다. C. elegans 연구에 따르면 이 과정에서 SC는 상동 염색체 사이에 형성되어 정확한 유전 정보 교환을 보장합니다. 이 연구는 감수분열 중 염색체가 유전자를 성공적으로 교환하는 방식을 이해하는 데 필수적인 SC의 자기 상호작용 위치를 처음으로 규명했습니다.
연구진은 고온에서 필수 SC 단백질 지퍼를 형성하지 못해 유전 정보 교환이 방해되는 온도 민감성 돌연변이 C. elegans를 사용했습니다. 화학적으로 유도된 돌연변이를 통해 연구팀은 돌연변이 선충의 생식력을 회복시키는 억제 돌연변이를 확인했습니다.
연구진은 또한 SYP-1, SYP-3, SYP-4의 세 SC 단백질 간 상호작용을 발견했습니다. 반대 극을 띤 자석 사이의 인력처럼 이러한 상호작용은 염색체를 함께 유지하는 데 도움을 줍니다.
인간 생식력 연구의 의의
감수분열에서 SC의 역할을 이해하면 인간 생식력 문제에 대한 이해를 높일 수 있습니다. SC는 선충과 균류부터 식물과 인간에 이르는 모든 진핵생물에서 유사한 역할을 합니다. 종마다 구조는 비슷하지만 단백질 구성요소의 실제 서열은 다릅니다. 연구팀은 종 전반에 걸친 SC의 진화와 일반적인 진화 양상을 따르지 않는 기타 세포 구조를 추가로 분석하고 있습니다.
뉴스 | C. elegans 연구가 인간 생식력을 설명하는 데 도움
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새로운 방법으로 밝혀낸 핵심 염색체 상호작용
연구팀은 염색체 간 상호작용을 유도하는 세 개의 단백질 구간을 확인하고, 이들이 상호작용하는 위치를 규명했습니다. 연구진은 유전적 억제자 스크리닝이라는 기법을 사용했으며, 이는 기존 구조 분석으로 조사하기 어려운 대형 세포 구조를 연구하기 위해 이 방법을 시도한 최초의 사례입니다.
유타대학교 생물학과 부교수이자 교신저자인 오퍼 로그(Ofer Rog)는 “이 방법은 결정화로 연구할 수 없는 세포 시스템을 표적으로 삼을 수 있습니다. 많은 세포 상호작용은 느슨하게 결합되어 있고 모든 것이 계속 움직이기 때문에 전자현미경으로 관찰할 수 없습니다”라고 말했습니다.
세포 내부의 복잡한 기전
감수분열 중 염색체는 정확하게 정렬되고 유전 정보를 올바르게 교환해야 합니다. C. elegans 연구에 따르면 이 과정에서 SC는 상동 염색체 사이에 형성되어 정확한 유전 정보 교환을 보장합니다. 이 연구는 감수분열 중 염색체가 유전자를 성공적으로 교환하는 방식을 이해하는 데 필수적인 SC의 자기 상호작용 위치를 처음으로 규명했습니다.
연구진은 고온에서 필수 SC 단백질 지퍼를 형성하지 못해 유전 정보 교환이 방해되는 온도 민감성 돌연변이 C. elegans를 사용했습니다. 화학적으로 유도된 돌연변이를 통해 연구팀은 돌연변이 선충의 생식력을 회복시키는 억제 돌연변이를 확인했습니다.
연구진은 또한 SYP-1, SYP-3, SYP-4의 세 SC 단백질 간 상호작용을 발견했습니다. 반대 극을 띤 자석 사이의 인력처럼 이러한 상호작용은 염색체를 함께 유지하는 데 도움을 줍니다.
인간 생식력 연구의 의의
감수분열에서 SC의 역할을 이해하면 인간 생식력 문제에 대한 이해를 높일 수 있습니다. SC는 선충과 균류부터 식물과 인간에 이르는 모든 진핵생물에서 유사한 역할을 합니다. 종마다 구조는 비슷하지만 단백질 구성요소의 실제 서열은 다릅니다. 연구팀은 종 전반에 걸친 SC의 진화와 일반적인 진화 양상을 따르지 않는 기타 세포 구조를 추가로 분석하고 있습니다.
기사 출처:
온라인 수집