2018-01-12

장연규 교수 , 이진아 대학원생 , 마우스 배아줄기세포의 분화과정에서 Tousled-like kinase 1 의 기능 규명

시스템생물학과의 장연규교수 연구팀은 마우스 배아줄기세포에서 단백질 인산화 효소인 Tousled-like kinase 1(Tlk1)이 Oct4, Sox2, Nanog 등의 전분화능 핵심전사인자들의 음성적 조절자로서 작용하여 정상적인 분화조절에 중요하다는 사실을 밝혔다 .

기존에 Tlk1 은 세린 /트레오닌 인산화 효소로서 초파리와 예쁜 꼬마선충 그리고 식물에서 발달과 관련한 기능이 알려져 있었으나 줄기세포에서의 기능은 밝혀져 있지 않았다 . 마우스 배아줄기세포는 전분화능과 자기복제능을 가지고 있는데 Tlk1 의 발현을 인위적으로 감소시킨 돌연변이세포에서는 분화신호가 있어도 정상적인 분화유도가 진행되지 않는 결함을 보인다 (그림 참조 ). 이런 분화유도 실패와 일치되게 Oct4 등의 전분화능 핵심전사인자의 발현이 비정상적으로 높게 유지됨을 확인하였다 . 흥미롭게도 Tlk1 의 과발현은 미분화 배양조건에서도 전분화능 핵심전사인자들의 발현을 감소시키며 , G 2 /M 기에 정지된 세포집단의 증가로 인한 심각한 세포증식 저해와 함께 세포사멸도 유도된다는 사실을 알게 되었다 . 이와 같은 Tlk1 과발현 줄기세포에서 관찰된 세포주기의 G 2 /M 기 정지는 유사분열 표지자인 히스톤 H3-Ser10 인산화 수준의 현저한 증가와 세포주기 조절인자인 Wee1 과 CDK1-Tyr15 인산화 수준의 감소양상과 일치하였다 .

본 연구의 의의는 단백질 인산화 효소인 Tlk1-의존적인 세포주기 조절은 생쥐 배아줄기세포의 분화과정 동안 세포운명 결정에 중요하다는 것을 처음으로 밝힌 점이다 .

이상의 연구결과는 “Scientific Reports”온라인 (1 월 10 일자 -한국시간 )판에 게재되었다 (Tousled-like kinase 1 is a negative regulator of core transcription factors in murine embryonic stem cells. Scientific Reports 8, 334; DOI:10.1038/s41598-017-18628-9 ).

[본 연구는 미래창조과학부가 주관하는 한국연구재단의 연구비 [No.201 1-00 30049 &No. 2016R1A2B1012050 ]와 BK21-플러스 프로그램의 지원 하에 수행되었다 ].