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조직의 항상성 유지를 위한 스트레스 응답분자로 작용하는 caspases

전문가 제언: ○ Apoptosis는 유전적으로 프로그램 되어 있는 세포사(programmed cell death)로 동물 개체의 수명과 같은 세포의 수명을 결정하는 요소이다. Apoptosis로 사멸되는 세포는 먼저 유전체가 절단되어 단편화되고 외막이 부풀어 기포 모양으로 변한다. 이처럼 변형된 세포는 내용물이 밖으로 유출되기 전에 주위의 식세포에 의해 포식되어 소멸된다. 이와 달리 물리적인 손상이나 바이러스 감염에 의한 세포의 괴사(necrosis)는 세포막의 파열로 내용물이 유출되어 염증반응을 유발한다.

○ Apoptosis의 일차적인 기능은 불필요한 세포를 제거하는 것이다. 포자(spore)를 형성하는 단세포 세균에서는 세포 안에 포자를 만든 후 원래의 세포는 자가 용융되는 원시형태의 apoptosis가 작동된다. 동물과 같은 다세포 고등생물에서 apoptosis는 조직의 발생, 항상성 유지, 재생 등에 중요한 역할을 담당한다. 여기서는 불필요한 세포의 제거라는 수동적인 역할을 초월하여 죽은 세포와 정상세포의 상호작용에 의해 조직의 항상성 유지와 조직의 재생이라는 능동적 역할을 수행한다.

○ Apoptosis 관련 유전자는 선충에서 처음 밝혀졌으며 cystein protease의 일종인 caspase를 암호화하고 있다. 그 후의 연구에서 caspase family 단백질은 진화적으로 모든 생물종에 잘 보존되어 있으며 세포사 외에도 다양한 생명현상에 관여하는 것으로 확인되었다. 특히 초파리를 이용한 유전학적 연구에서 caspase 경로의 제어와 기능에 대한 많은 연구 결과가 보고되어 있다.

○ 초파리의 caspase는 다양한 스트레스에 의해 활성화되며 apoptosis를 유도하여 세포사회의 다양한 기능을 수행하는 것으로 확인되었다. Caspase signal에 의한 세포사와 정상세포 사이의 상호작용의 해명에 의해 새로운 조직의 항상성 유지 기전이 밝혀질 것으로 기대된다. 이 결과는 apoptosis를 유도하여 감염된 바이러스의 증식을 제어할 수 있는 새로운 항바이러스 수단이 될 수 있으며, apoptosis 기능이 상실된 세포집단인 암의 치료 분야에서도 새로운 길을 열어줄 수 있을 것으로 생각된다.

저자: M. Miura
자료유형: 학술정보