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폴리콤 유전자와 줄기세포 제어

전문가 제언: ○ 후성적인 유전자발현 제어에는 DNA 메틸화, 히스톤화학수식 및 크로마틴리모델링, 그리고 가장 상위의 전사조절 제어기구로 모든 생명현상에 관여하고 있음을 세포기억시스템 및 자기복제 즉 줄기세포기억의 유지에 대해 개설하고 있다. 유전자의 발현 패턴은 세포종이나 발생단계에서 고유이고, 세포분열 때 후성적인 제어기구에 의해 딸세포로 계승되고 있고, 이 전형(典型)의 자기복제능력을 가진 줄기세포에서 볼 수 있다. 줄기세포의 자기복제능력이란 자기의 클론세포의 제작이고, 세포분열을 넘어 줄기세포의 유전자정보는 물론, 유전자발현을 규정하는 후성적인 세포기억이 충실히 유지된다.

○ 줄기세포의 자기복제는 줄기세포의 수를 유지하는 데 중요한 과정이고, 이 자기복제에 장해가 있으면 줄기세포가 서서히 고갈되어, 조직․장기의 재생․유지를 할 수 없게 된다. 폴리컴 군(polycomb group; PcG) 단백질은 개체 발생에 있어서 Hox유전자군의 발현 패턴의 유지에 관여하고, 전후축(前後軸)의 형성에 중요한 역할을 한다는 것이 알려져 있었는데, 최근에 녹아웃마우스의 해석에서 그 줄기세포에서의 기능이 조혈줄기세포에서 밝혀지고, 그 후 신경줄기세포, 정자줄기세포에 있어서도 그 중요성이 확인되고 있다.

○ 유전자발현을 규정하는 후성적인 세포기억은 디코드시스템의 중요한 억제기구로 줄기세포의 자기복제뿐만 아니라 여러 국면에서 기능하고 있다. 주목할 것은 Bmi-1을 포함하는 PcG 복합체의 기능이 백혈병 줄기세포의 유지에도 필수적이라는 보고가 있어, 최근에 명백해지고 있는 암 줄기세포에 있어서도 이 줄기세포기억이 중요한 역할을 하고 있다고 생각한다. 즉, 줄기세포시스템은 줄기세포기억의 유지(자기복제)와 파탄(분화)의 절묘한 밸런스 위에 성립되고 있다. 따라서 PcG의 분자기능의 해명은 정상줄기세포시스템뿐만 아니라 암 줄기세포시스템을 이해하는 데도 새로운 전망을 여는 것이라 기대된다.

저자: Masamitsu Negishi, Hideyuki Oguro, Yuko Kato, Atsushi Iwama
자료유형: 학술정보