| 과제 설명 |
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) 혹은 Lou Gehrig's disease 라고 불리는 질환의 원인 단백질들 중에 TDP-43(TAR-DNA binding protein), OPTN(Optineurin) 등이 있다. 이를 세포 내에서 overexpression 시키면 독성을 유발하는데, 세포 내 어떤 유전자가 결실되면 이에 저항하여 오히려 더 잘 자라게 된다. 이를 suppressor라 하며 모델생명체 분열효모(S. pombe)를 이용하여 발굴하고자 한다. 이들 유전자(TDP-43 or OPTN)를 systematic gene disruption시킨 fission yeast를 이용 균주 library에 도입한 후 과발현에 민감한 균주들을 NGS 방법을 이용하여 발굴하고 그 독성 기작을 유전학적/생화학적으로 심층 규명하고자 한다. 또한, TDP-43 과발현시킨 transgenic c. elegans을 확보한 후 분열효모에서 얻은 후보유전자의 c. elegans ortholog를 dsRNA로 feeding 함으로써, TDP-43 과발현시킨 transgenic c. elegans가 건강해지는가를 검증하고자 한다. 이를 통해 suppressor를 재 검증 하고 그 mechanism을 연구하고자 한다.|[1단계] 루게릭병(ALS) 관련 단백질(TDP-43,OPTN)의 세포내 독성 조절인자 발굴 | ● TDP-43의 세포내 독성 조절인자 발굴 및 NGS기반 스크리닝 시스템 구축 -TDP-43의 독성을 조절하는 suppressor를 발굴하고자 3,200종의 분열효모 유전자결실 라이브러리에 도입하여 TDP-43를 발현 후 microarray 및 NGS로 분석하고자 함 -TDP-43WT, mutant form(Q331K) 각각의 스크리닝을 통한 suppressor 결과 비교 분석 하고자 함, 동정한 유전자결실 균주들 간의 상호 network 및 TDP-43 과발현시 독성완화 기작을 규명하고자 함 | ● OPTN의 세포내 독성 조절인자 발굴 및 NGS기반 스크리닝 시스템 구축 -OPTN과발현에 민감한 균주들을 동정하고, 민감균주 간의 상호연관성 및 독성 유발 기작의 원인 규명 | [2단계] 분열효모에서 발굴한 TDP-43 독성 조절인자를 예쁜꼬마선충(C. elegans)에 적용하여 검증 및 작용기작 연구 -ALS질환의 대표적인 특징인 motor neuron dysfunction, 즉 운동성 감소의 완화 정도를 보고자 꼬마선충 모델을 선택하였음. | -확보한 TDP-43 과발현 꼬마 선충(C. elegans)에 분열효모에서 얻은 후보유전자의 꼬마선충 ortholog를 dsRNA로 feeding 실험하여 검증하고자 함 | -TDP-43 과발현 Tg(Transgenic) 꼬마선충에 비해 후보 dsRNA를 feeding한 꼬마선충에서 운동성 증가 여부를 검증 및 분자적 생화학적으로 작용기작을 규명하고자 함|● 다른 단백질 응집관련 질환연구의 치료제 개발에도 본 연구팀의 새로운 접근법의 유용성을 제시하고자 함 | ● 인간과 진화적 상관성이 낮은 분열효모에서 발견된 질환 기전은 생물학적으로 매우 중요한 것으로 기대됨 | ● NGS 기반을 이용한 보다 정확한 스크리닝 모델 시스템 적용 가능성 제시 | ● 질환연구 모델로써 분열효모-선충 간 상호 보완 연구 전략이 유효함 입증. | ● 기존의 분자생물학적 방법으로 예측하지 못하는 신규 조절경로를 진화유전학적 접근법으로 발굴하는데 유용 |
