새로운 열충격인자 HSF5 발견: 구마모토대학교, 남성 난임의 잠재적 원인 규명에 한 걸음
연구진은 감수분열을 완성하고 정자 형성에 필요한 유전자를 활성화하는 데 핵심적인 역할을 하는 새로운 열충격인자(HSF) HSF5를 발견했습니다. 이번 발견은 남성 난임의 주요 원인 중 하나인 정자형성 세포 기능 장애의 잠재적 원인을 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다. 주로 열충격과 같은 스트레스 상황에서 유전자 발현을 조절하는 기존의 일반적인 열충격인자들과 달리, HSF5는 비스트레스 상태의 남성 생식세포에서 감수분열을 특별히 담당합니다.
구마모토대학교 연구진은 감수분열을 완성하고 정자 형성에 필요한 유전자를 활성화하는 데 핵심적인 역할을 하는 새로운 열충격인자(HSF) HSF5를 확인했습니다. 이번 발견은 남성 난임의 주요 원인 중 하나인 정자형성 세포 기능 장애의 잠재적 원인을 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다. 주로 열충격과 같은 스트레스 상황에서 유전자 발현을 조절하는 기존의 일반적인 열충격인자들과 달리, HSF5는 비스트레스 상태의 남성 생식세포에서 감수분열을 특별히 담당합니다.
진핵세포 분열 과정에서는 유사분열을 통해 유전체 정보가 딸세포에 균등하게 분배됩니다. 생식세포 생성에 필수적인 특수한 세포 분열인 감수분열에서는 이 정보가 절반으로 줄어듭니다. 남성 생식세포에서는 감수분열이 완료된 후 정자가 형성되며, 이 과정에는 여러 유전자 조절 프로그램이 관여합니다. 그러나 감수분열의 진행을 조절하는 기전과 관련 전사인자는 아직 충분히 밝혀지지 않아 생식의학, 특히 남성 난임 분야에서 큰 과제가 되고 있습니다. 이러한 공백을 해소하기 위해 Kei-ichiro Ishiguro 교수, Ryuki Shimada 조교수와 연구팀은 정자 형성으로 이어지는 남성 감수분열의 기전을 규명하고 관련 전사인자를 확인·특성화하는 연구를 진행했습니다.
앞선 연구에서 연구팀은 정자 형성에 관여하는 수백 개 유전자의 발현을 활성화하는 감수분열 스위치 유전자 MEIOSIN을 확인했습니다(Ishiguro 등, Developmental Cell, 2020). 열충격인자에 주목한 이유는 고환이 열 스트레스에 민감하고 체외에 위치해 체온인 37℃보다 3-4℃ 낮은 온도에 있기 때문입니다. HSF1, HSF2, HSF3, HSF4와 같은 열충격인자의 주요 역할은 잘 확립되어 있지만, HSF5의 기능은 분명하지 않았습니다. Ishiguro 교수는 "HSF5가 다른 열충격인자와 유사한 기능을 하는지, 아니면 완전히 다른 기능을 하는지는 흥미로운 질문이었으며, 이에 답하는 것이 당초 우리 연구의 목적이었습니다"라고 설명했습니다.
놀랍게도 이 연구는 다른 스트레스 반응성 HSF와 달리 HSF5가 비스트레스 상태의 남성 생식세포에서 감수분열 전기의 진행에 필수적인 역할을 한다는 사실을 밝혔습니다. 정자 형성 과정에서 HSF5는 태사기 단계를 거쳐 진행되도록 돕고, 감수분열 프로그램을 완료까지 이끌며, 정자 형성과 관련된 유전자를 활성화합니다.
다른 전사인자와 마찬가지로 HSF5는 DNA 프로모터에 결합해 유전자 발현을 조절합니다. HSF5는 고유한 표적 특이성에서 차이를 보입니다. 연구 결과, 이 인자가 유전자 프로모터에 결합할 때 인식하는 DNA 서열은 다른 일반적인 HSF 계열 전사인자가 인식하는 서열과 다른 것으로 나타났습니다.
종합하면, 이번 결과는 남성 감수분열 전기에서 유전자 발현을 조절하는 HSF5의 비전형적 역할을 보여줍니다.
연구 결과는 생쥐 실험을 통해 확인되었으며, HSF5가 인간에게도 존재한다는 점이 중요하게 확인되었습니다. 인간 난임의 잠재적 원인 중 상당수는 여전히 설명하기 어려우며, 특히 정자형성 세포 기능 장애의 경우 더욱 그렇습니다. 따라서 이번 발견은 남성 난임의 기저 기전을 이해하는 데 크게 기여할 것으로 기대됩니다.
뉴스 | 새로운 열충격인자 HSF5 발견: 구마모토대학교, 남성 불임의 잠재적 치료법 조사
새로운 열충격인자 HSF5 발견: 구마모토대학교, 남성 난임의 잠재적 원인 규명에 한 걸음
연구진은 감수분열을 완성하고 정자 형성에 필요한 유전자를 활성화하는 데 핵심적인 역할을 하는 새로운 열충격인자(HSF) HSF5를 발견했습니다. 이번 발견은 남성 난임의 주요 원인 중 하나인 정자형성 세포 기능 장애의 잠재적 원인을 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다. 주로 열충격과 같은 스트레스 상황에서 유전자 발현을 조절하는 기존의 일반적인 열충격인자들과 달리, HSF5는 비스트레스 상태의 남성 생식세포에서 감수분열을 특별히 담당합니다.
구마모토대학교 연구진은 감수분열을 완성하고 정자 형성에 필요한 유전자를 활성화하는 데 핵심적인 역할을 하는 새로운 열충격인자(HSF) HSF5를 확인했습니다. 이번 발견은 남성 난임의 주요 원인 중 하나인 정자형성 세포 기능 장애의 잠재적 원인을 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다. 주로 열충격과 같은 스트레스 상황에서 유전자 발현을 조절하는 기존의 일반적인 열충격인자들과 달리, HSF5는 비스트레스 상태의 남성 생식세포에서 감수분열을 특별히 담당합니다.
진핵세포 분열 과정에서는 유사분열을 통해 유전체 정보가 딸세포에 균등하게 분배됩니다. 생식세포 생성에 필수적인 특수한 세포 분열인 감수분열에서는 이 정보가 절반으로 줄어듭니다. 남성 생식세포에서는 감수분열이 완료된 후 정자가 형성되며, 이 과정에는 여러 유전자 조절 프로그램이 관여합니다. 그러나 감수분열의 진행을 조절하는 기전과 관련 전사인자는 아직 충분히 밝혀지지 않아 생식의학, 특히 남성 난임 분야에서 큰 과제가 되고 있습니다. 이러한 공백을 해소하기 위해 Kei-ichiro Ishiguro 교수, Ryuki Shimada 조교수와 연구팀은 정자 형성으로 이어지는 남성 감수분열의 기전을 규명하고 관련 전사인자를 확인·특성화하는 연구를 진행했습니다.
앞선 연구에서 연구팀은 정자 형성에 관여하는 수백 개 유전자의 발현을 활성화하는 감수분열 스위치 유전자 MEIOSIN을 확인했습니다(Ishiguro 등, Developmental Cell, 2020). 열충격인자에 주목한 이유는 고환이 열 스트레스에 민감하고 체외에 위치해 체온인 37℃보다 3-4℃ 낮은 온도에 있기 때문입니다. HSF1, HSF2, HSF3, HSF4와 같은 열충격인자의 주요 역할은 잘 확립되어 있지만, HSF5의 기능은 분명하지 않았습니다. Ishiguro 교수는 "HSF5가 다른 열충격인자와 유사한 기능을 하는지, 아니면 완전히 다른 기능을 하는지는 흥미로운 질문이었으며, 이에 답하는 것이 당초 우리 연구의 목적이었습니다"라고 설명했습니다.
놀랍게도 이 연구는 다른 스트레스 반응성 HSF와 달리 HSF5가 비스트레스 상태의 남성 생식세포에서 감수분열 전기의 진행에 필수적인 역할을 한다는 사실을 밝혔습니다. 정자 형성 과정에서 HSF5는 태사기 단계를 거쳐 진행되도록 돕고, 감수분열 프로그램을 완료까지 이끌며, 정자 형성과 관련된 유전자를 활성화합니다.
다른 전사인자와 마찬가지로 HSF5는 DNA 프로모터에 결합해 유전자 발현을 조절합니다. HSF5는 고유한 표적 특이성에서 차이를 보입니다. 연구 결과, 이 인자가 유전자 프로모터에 결합할 때 인식하는 DNA 서열은 다른 일반적인 HSF 계열 전사인자가 인식하는 서열과 다른 것으로 나타났습니다.
종합하면, 이번 결과는 남성 감수분열 전기에서 유전자 발현을 조절하는 HSF5의 비전형적 역할을 보여줍니다.
연구 결과는 생쥐 실험을 통해 확인되었으며, HSF5가 인간에게도 존재한다는 점이 중요하게 확인되었습니다. 인간 난임의 잠재적 원인 중 상당수는 여전히 설명하기 어려우며, 특히 정자형성 세포 기능 장애의 경우 더욱 그렇습니다. 따라서 이번 발견은 남성 난임의 기저 기전을 이해하는 데 크게 기여할 것으로 기대됩니다.
자료 출처:
온라인 자료를 종합함