강정민(Stanford University School of Medicine) | 대사체와 후성유전을 통한 줄기세포 노화의 조절: 증가된 Polyamine 대사와 그에 따른 SAM의 결핍이 노화된 근육줄기세포의 Heterochromatin 형성을 억제한다 [Nat Metab.] | 웨비나

학술웨비나 개최완료

대사체와 후성유전을 통한 줄기세포 노화의 조절: 증가된 Polyamine 대사와 그에 따른 SAM의 결핍이 노화된 근육줄기세포의 Heterochromatin 형성을 억제한다 [Nat Metab.]

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2024년 04월 11일 (목) 오전 10시
강정민(Stanford University School of Medicine)

개요

							노화에 따른 Heterochromatin의 손실은 모든 진핵생물에서 공통적으로 발생하는 현상으로 노화의 원인 중 하나로 꼽히고 있지만, 그 기작에 대해서는 아직 밝혀진 바가 없었다. 쥐의 근육줄기세포를 대상으로 한 대사체 분석을 통해, 늙은 쥐의 줄기세포에서 대사체 S-adenosylmethionine (SAM)의 양이 젊은 쥐에 비해 현저하게 낮은 것을 확인했고, 세포 내 SAM의 양을 늘려주었을 때 노화된 줄기세포의 heterochromatin의 젊은 수준으로 회복됨을 확인했다. 뿐만 아니라, 근육줄기세포 내 SAM의 증가와 heterochromatin의 형성은 DNA 손상의 축적, 세포사멸, 근육 재생의 저하와 같은 노화 관련 형질들을 감소시키는 것을 확인할 수 있었다. 그렇다면 노화에 따른 SAM의 결핍은 왜 발생하는 것일까? SAM은 메틸화 반응의 유일한 메틸원으로 잘 알려져 있지만, 이는 또한 polyamine 합성의 유일한 아민원(aminopropyl donor)으로 쓰인다. 따라서 SAM이 polyamine 합성에 과도하게 사용되었을 경우, 히스톤 H3K9-메틸화 반응을 매개하는 메틸원이 부족하게 되어 heterochromatin 형성이 제한될 수 있다. 흥미롭게도, 노화된 근육줄기세포에서 polyamine 대사체가 증가되어 있는 것을 확인했고, polyamine 합성을 억제했을 때 세포 내 SAM의 양이 증가하며, heterochromatin의 형성이 유도되는 것을 확인했다. 이는 결과적으로 노화된 근육줄기세포의 기능과 근육 재생 능력을 젊은 수준으로 되돌려 놓는 효과를 나타냈다. 따라서 노화된 줄기세포에서 과도하게 증가된 polyamine 합성은 세포 내 SAM의 결핍을 유도하고, 이는 heterochromatin의 형성을 억제함으로써 노화 관련 형질을 유도함을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 polyamine 대사와 후성유전의 직접적인 상호작용을 밝히고, 더 나아가 대사체의 조절을 통해 chromatin의 구조를 젊은 상태로 되돌려 놓음으로써 줄기세포의 노화를 억제할 새로운 가능성을 제시할 수 있었다.