한빛사논문
- 조회870
Chuna Kim1,2,7, Sanghyun Sung1,7, Jong-Seo Kim1,3,7, Hyunji Lee1, Yoonseok Jung3, Sanghee Shin1,3, Eunkyeong Kim1, Jenny J. Seo1,3, Jun Kim1, Daeun Kim4,5, Hiroyuki Niida6, V. Narry Kim1,3, Daechan Park4,5,* & Junho Lee1,*
1Department of Biological Sciences, Seoul National University, Seoul, Korea.
2Aging Research Center, Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology, Daejeon, Korea.
3Center for RNA Research, Institute for Basic Science, Seoul, Korea.
4Department of Biological Sciences, Ajou University, Suwon, Korea.
5Department of Molecular Science and Technology, Ajou University, Suwon, Korea. 6Department of Molecular Biology, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, Shizuoka, Japan.
7These authors contributed equally: Chuna Kim, Sanghyun Sung, Jong-Seo Kim.
*Corresponding author
Abstract
Telomeres are part of a highly refined system for maintaining the stability of linear chromosomes. Most telomeres rely on simple repetitive sequences and telomerase enzymes to protect chromosomal ends; however, in some species or telomerase-defective situations, an alternative lengthening of telomeres (ALT) mechanism is used. ALT mainly utilises recombination-based replication mechanisms and the constituents of ALT-based telomeres vary depending on models. Here we show that mouse telomeres can exploit non-telomeric, unique sequences in addition to telomeric repeats. We establish that a specific subtelomeric element, the mouse template for ALT (mTALT), is used for repairing telomeric DNA damage as well as for composing portions of telomeres in ALT-dependent mouse embryonic stem cells. Epigenomic and proteomic analyses before and after ALT activation reveal a high level of non-coding mTALT transcripts despite the heterochromatic nature of mTALT-based telomeres. After ALT activation, the increased HMGN1, a non-histone chromosomal protein, contributes to the maintenance of telomere stability by regulating telomeric transcription. These findings provide a molecular basis to study the evolution of new structures in telomeres.
논문정보
- Research article
- 2021년 02월 (BRIC 등록일 2021-02-22)
- 국내(교신)+국외 연구진
- 생명과학 > 세포생물학
관련 웨비나
![유전체 내의 서열로 텔로미어를 재구성한 생쥐배아줄기세포 모델 [Nat. Commun.]](/upload/board/files/onseminar/thumb/thumb_0000301.png)
학술웨비나
유전체 내의 서열로 텔로미어를 재구성한 생쥐배아줄기세포 모델 [Nat. Commun.] 텔로미어는 진핵 생물의 선형염색체 말단을 구성하는 동시에 보호하는 핵산-단백질 복합체를 말합니다. 대부분의 텔로미어는 단순한 반복서열로 이루어져있고, 텔로머레이즈 효소가 작동해서 길이를 유지합니다. 자연상에서 발견되는 독특한 종이나 텔로머레이즈가 없는 조건에서는 통칭 대안적인 텔로미어 유지 기전(alternative lengthening of telomere, ALT)이 발견되기도 합니다. ALT 현상은 특정한 인간의 암세포에서도 발견됩니다. 본 발표에서는 포유류 모델 최초로 단순한 반복서열이 아니라 유전체 내에 위치한 독특한 서열로 텔로미어가 재구성된 ALT 사례에 대해 소개합니다. 이때 텔로미어를 구성하기 위해 사용된 서열을 mTALT (mouse template for ALT)라고 명명했으며 일반적인 반복서열로 구성된 텔로미어와는 차이점을 보였습니다. 또한 ALT가 활성화되기 전후의 세포들을 이용하여 genomics, epigenomics, transcriptomics, proteomics의 관점에서 분석했습니다. 핵심적인 발견으로는 새롭게 구성된 텔로미어가 비교적 heterochromatic한 특성을 가지고 있음에도 non-coding RNA가 상당히 많이 생성되고 있었고, 이러한 전사는 HMGN1이라고 하는 non-canonical histone 단백질에 의존하고 있었습니다. 본 연구는 유전체 수준의 위기 상황에서 독특한 구조의 텔로미어가 생성되고 안정화될 수 있음을 보여줌으로써 그간 포유류 모델에서는 관찰되지 않았던 유전체의 적응 및 진화 능력을 새로운 시각에서 보게 해줍니다.- 성상현(서울대학교)
댓글 작성 로그인
팝업 닫기관련 링크
관련분야 연구자보기
관련분야 논문보기
