한빛사논문
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Sanghyun Sung 1,2,†, Eunkyeong Kim 1,2,†, Hiroyuki Niida 3, Chuna Kim 4,5,* and Junho Lee 1,2,*
1Department of Biological Sciences, Seoul National University, Gwanak-ro 1, Seoul 08826, Korea
2Institute of Molecular Biology and Genetics, Seoul National University, Gwanak-ro 1, Seoul 08826, Korea
3Department of Molecular Biology, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, Shizuoka 431-3192, Japan
4Aging Convergence Research Center, Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology, Gwahak-ro 125, Daejeon 34141, Korea
5Department of Bioinformatics, KRIBB School of Bioscience, Korea University of Science and Technology (UST), Daejeon 34113, Korea
†The authors wish it to be known that, in their opinion, the first two authors should be regarded as Joint First Authors.
*Corresponding author: correspondence to Chuna Kim or Junho Lee
Abstract
Telomere length must be maintained in actively dividing cells to avoid cellular arrest or death. In the absence of telomerase activity, activation of alternative lengthening of telomeres (ALT) allows the maintenance of telomeric length and prolongs the cellular lifespan. Our previous studies have established two types of ALT survivors from mouse embryonic stem cells. The key differences between these ALT survivors are telomere-constituting sequences: non-telomeric sequences and canonical telomeric repeats, with each type of ALT survivors being referred to as type I and type II, respectively. We explored how the characteristics of the two types of ALT lines reflect their fates using multi-omics approaches. The most notable gene expression signatures of type I and type II ALT cell lines were chromatin remodelling and DNA repair, respectively. Compared with type II cells, type I ALT cells accumulated more mutations and demonstrated persistent telomere instability. These findings indicate that cells of the same origin have separate routes for survival, thus providing insights into the plasticity of crisis-suffering cells and cancers.
논문정보
- Research article
- 2023년 07월 (BRIC 등록일 2023-08-01)
- 국내(교신)+국외 연구진
- 생명과학 > 세포생물학
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![생쥐배아줄기세포 모델에서 두 가지 유형의 대안적인 텔로미어 유지 기전에 대한 multi-omics 분석 [Nucleic Acids Res.]](/upload/board/files/onseminar/thumb/thumb_0000607.png)
학술웨비나
생쥐배아줄기세포 모델에서 두 가지 유형의 대안적인 텔로미어 유지 기전에 대한 multi-omics 분석 [Nucleic Acids Res.] 세포가 복잡한 생명 현상을 발현하는데 가장 근간이 되는 것은 유전체라는 생명의 설계도이며, 유전체를 안정적으로 보호하고 유지하는 것은 유전 정보의 보존을 위해 필수적이다. 진핵생물의 선형 염색체는 본질적으로 끝 부분을 완전히 복제할 수 없기 때문에 텔로미어라는 핵산-단백질 구조를 통해 세포의 분열 수명을 조절하고 더 나아가 유전체의 안정성에 기여한다. 대안적인 텔로미어 유지기전(alternative lengthening of telomere, ALT)는 텔로머레이즈에 의존하지 않고 텔로미어 길이를 유지하는 현상을 총칭한다. ALT는 인간 암세포와 자연 종에서 널리 발견된다. 현재까지 ALT는 크게 두 유형으로 구분되는데 유형1은 비-텔로미어 서열(mouse template for ALT를 줄여서 mTALT로 명명)을 염색체 끝 부분에 가지고 있으며, 유형2는 오로지 단순반복서열로만 텔로미어를 구성하고 있다. 본 연구에서는 생쥐배아줄기세포에서 발견된 두 유형의 ALT 세포들에 대해 멀티-오믹스 접근법(유전체, 전사체, 단백질체, 후생유전체 분석)을 사용하여 두 유형의 ALT의 특성이 어떻게 그들의 운명을 반영하고 있는지 밝혔다. 가장 흥미로운 발견은 전사체 및 단백질체 수준에서 관찰했을 때, 유전자 발현의 변화가 각 유형의 ALT의 핵심적인 성격을 반영하고 있다는 것이다. 유전자 발현의 측면에서 유형1과 유형2 ALT 세포 라인의 가장 뚜렷한 특징은 각각 염색질 리모델링(chromatin remodelling)과 DNA 수리(DNA repair)였다. 본 연구는 포유류 모델에서 두 유형의 ALT를 밀접하게 비교한 최초의 사례로써, 동일한 출발점을 가진 세포들이 생존을 위해 선택할 수 있는 경로의 가변성에 대한 통찰을 제시했다. 이러한 결과는 세포가 운명을 바꾸는 가장 극적인 사례인 리프로그래밍이나 암 발생 과정에 대해서도 중요한 단서를 제공해 줄 것이다.- 성상현(서울대학교)
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