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Gene WRN #
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Category
Biology

A Werner syndrome stem cell model unveils heterochromatin alterations as a driver of human aging #

Science.2015.Apr

배경 #

소아마비 백신을 개발한 조나단 솔크박사가 창립한 생물학 및 단백질 연구 분야에서 세계 최고 수준을 자랑하는 생물학 기초 연구소인 솔크연구소에서 정상보다 빠르게 노화되는 유전병인 워너 증후군 (Werner Syndrom)을 일으키는 돌연변이 유전자를 발견한 것으로 줄기세포와 유전자 편집 같은 최첨단 기술들을 조합하여 이루어낸 연구 성과입니다. 본 유전자는 이질염색질(Heterochromatin)의 DNA 다발이 손상을 일으키는 핵심적인 역할을 하는 노화의 핵심이라고 밝혔습니다. 따라서 이질염색체의 손상을 막거나 이를 역행시켜 노화에 대응하는 새로운 방법을 이끌수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

그림 왼쪽은 정상적인 인간세포이며, 오른쪽은 솔크연구팀이 유전자조작을 통해 워너증후군 환자의 세포를 모방한것으로, 세포의 크기가 커진 것이 노화가 진행된 세포임을 의미(제공:솔크연구소)

인간 노화의 키 드라이버 발견 #

현재 미국에서는 인구 20만명 중 1명꼴로 워너 증후군이 발병하고 있으며, 대부분 40대 후반에서 50대 초반에 사망하게 됩니다. 워너 증후군은 WRN 단백질로 알려진, 워너증후군 렉큐헬리카제형 유전자의 돌연변이에 의해 발생합니다. WRN 단백질에 돌연변이가 생기면 DNA 및 유전자 표현의 복제 및 수리를 방해하여 이로 인해 조기 노화가 진행되는 되는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 돌연변이 WRN 단백질이 정확하게 어떻게 이러한 세포과정을 방해하는지는 확실히 밝혀 진바가 없습니다. 이를 연구하기 위해 연구팀은 유전자 편집기술을 이용하여 워너증후군 세포 모델을 개발하여 연구를 진행한 결과, WRN 유전자 삭제가 세포 핵 안에 존재하는 조밀한 DNA 다발인 이질 염색질 구조를 붕괴시키는 것을 발견하게 되었습니다.

(https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=oMZICp0OWww)

길다란 DNA 다발에서 80%는 무의미한 염기의 배열에 불과하고, 이러한 이질염색질 다발의 바깥쪽은 후성적 태그로 알려진 화학적 마커로, 이질염색질의 구조를 통제하는데, 이는 이질염색질을 발현시킬수도 있고, 침묵시킬수도 있다는 것을 의미합니다. WRN 유전자의 삭제가 이질염색질 붕괴의 핵심역할을 한다는 것을 밝힘으로써 WRN 단백질이 이질염색질유지에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 입증한 것입니다. 즉, 급속한 노화를 일으키는 워너증후군과 이질염색질 붕괴의 관계를 밝힘으로써 넓은 의미로 노화를 일으키는 세포를 조작하여 노화를 억제하거나 오히려 젊어지게 할수 있는 키를 발견하였다고 발표하였습니다.

[출처]http://www.sciencedaily.com/releases/2015/04/150430141803.htm

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