생쥐배아줄기세포 모델에서 두 가지 유형의 대안적인 텔로미어 유지 기전에 대한 multi-omics 분석 [Nucleic Acids Res.]

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2023년 09월 19일 (화) 오후 02시
성상현(서울대학교)
Distinct characteristics of two types of alternative lengthening of telomeres in mouse embryonic stem cells

Nucleic Acids Res., 27 July 2023 | https://doi.org/10.1093/nar/gkad617

개요

							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.

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