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줄기세포 '불멸 단백질' 발견
최근 리뷰 : 01.07.2025
줄기세포의 불멸성과 다기능성을 유지하는 데 필요한 유전자에 대한 히스톤의 그립을 용이하게 하는 효소가 발견되었습니다.
미국 미시간 대학교 연구진이 줄기세포의 불멸성과 "영원한 젊음"을 담당하는 단백질을 발견했습니다. 줄기세포는 다른 유형의 세포로 변형될 수 있거나, 분화되지 않은 상태로 증식하면서도 "전능함"을 유지하는 것으로 알려져 있습니다.
분명히 이 경우 우리는 하나 또는 다른 유전 프로그램을 선택하는 것에 대해 이야기하고 있습니다. 유전 프로그램을 전환하는 가장 일반적인 방법은 후성유전학적 조작(히스톤, DNA 등 변형)입니다. 히스톤은 DNA를 포장하는 역할을 하는데, DNA의 빽빽하게 포장된 부분은 mRNA를 합성하는 효소가 접근할 수 없게 됩니다. 즉, 이러한 유전자는 발현되지 않습니다. DNA에 히스톤이 없으면 유전자는 히스톤과 함께 작용할 수 있게 됩니다.
히스톤은 어떤 변형을 가지고 있는지에 따라 다르게 행동할 수 있습니다. 히스톤에 아세틸기가 결합되어 있으면 서로 밀접하게 상호작용할 수 없으므로 DNA가 전사 인자에 노출됩니다. 따라서 히스톤에 아세틸기를 공급하는 히스톤 아세틸트랜스퍼라제 효소는 DNA 활성제 역할을 합니다.
세포가 분화를 원하지 않고 줄기 세포에 남아 있기를 원한다면, 이러한 불멸 상태를 담당하는 특정 유전자들의 활성을 유지해야 합니다. 연구진이 저널 '셀 스템 셀(Cell Stem Cell)'에 기술한 바와 같이, 줄기 세포에서 이러한 역할을 하는 유일한 효소는 Mof 단백질입니다. 과학자들이 신체의 어떤 세포로도 분화될 수 있는 만능성 배아 줄기 세포를 연구했다는 점은 강조할 가치가 있습니다. 즉, 히스톤 아세틸트랜스퍼라제 Mof는 줄기 세포의 가장 일반적인 비특수화, 즉 본래의 불멸성을 담당합니다.
대부분의 연구는 특정 전문화 프로그램의 실행에 집중됩니다. 즉, 과학자들은 일반적으로 어떤 후성유전학적 조절 단백질이 상피, 신경 또는 기타 발달 경로의 유전자를 활성화시키는지 알아냅니다. 하지만 이 경우에는 정반대의 결과가 나왔습니다. 저자들은 줄기세포의 불멸성은 분화와 마찬가지로 특정 프로그램의 영향을 받는다고 주장했습니다. Mof를 암호화하는 유전자는 매우 보존적이며, 그 서열은 생쥐나 초파리와 같은 다양한 생물에서 동일하기 때문에, 인간에서도 다른 동물과 동일한 외형과 기능을 보일 것이라고 확신할 수 있습니다. 아마도 이 유전자를 제어하는 것은 미래에 재생 의학의 희망인 유도만능줄기세포(iPSC)를 생성하고 유지하는 데 도움이 될 것입니다.