다운 증후군의 비밀 풀기: 단백질 상호 작용으로 새로운 분자 메커니즘 공개

[이매진]

다운 증후군의 비밀 풀기: 단백질 상호 작용으로 새로운 분자 메커니즘 공개

https://scitechdaily.com/unlocking-down-syndromes-secrets-protein-interaction-unveils-new-molecular-mechanisms/

Unlocking Down Syndrome’s Secrets: Protein Interaction Unveils New Molecular Mechanisms

교토 대학교 2024년 1월 4일

교토 대학의 연구자들은 단백질 키나제 DYRK1A에 초점을 맞춰 다운증후군을 이해하는 데 상당한 진전을 이루었습니다. 그들의 발견은 다운증후군과 자폐 스펙트럼 장애의 분자 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공할 뿐만 아니라 이러한 상태를 관리하기 위한 잠재적인 임상 적용도 제공합니다.

최근 연구에서는 DYRK1A 조절에서 FAM53C의 역할을 밝히고 다운증후군의 세포 메커니즘과 잠재적인 임상적 의미에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

비정상적인 세포 분열과 분화로 인해 발생하는 선천성 장애인 다운 증후군은 신경 발달 지연 및 기타 건강 합병증을 겪게 되는 신생아에서 가장 흔합니다.

유전적 결함 은 21번 염색체에 암호화되어 있으며 다운증후군 및 자폐 스펙트럼 장애와 깊은 관련이 있는 단백질 키나아제 DYRK1A 의 기능 장애를 유발합니다 . DYRK1A는 다양한 질병을 치료하기 위한 표적 분자로 주목을 받고 있지만, DYRK1A 효소를 조절하는 구체적인 세포 메커니즘은 아직 명확하게 밝혀지지 않았습니다.

이제 교토 대학의 연구자들은 FAM53C 단백질과 세포질 내부에서 단백질 키나아제를 비활성 상태로 유지하는 DYRK1A 억제 효과를 확인했습니다.

세포질에서 FAM53C에 결합된 DYRK1A는 덜 활성입니다. 핵에서 FAM53C에 결합되지 않은 DYRK1A는 매우 활성이 높습니다. 기능적 이상은 다양한 신경정신학적 발달 및 기능 장애를 유발합니다. 크레딧: 교토U/토비야마 가쿠지/미야타 요시히코

"우리의 연구 결과는 신경정신계의 정상적인 발달과 기능에서 DYRK1A의 세포내 조절 메커니즘이 중요한 역할을 한다는 것을 보여줍니다."라고 제1저자인 교토대학 생명학 대학원의 미야타 요시히코(Yoshihiko Miyata)가 말했습니다.

“인간 두뇌의 매우 복잡한 발달과 활동에 대한 분자적 조절은 나를 매료시킵니다”라고 Miyata는 덧붙입니다. 신경정신과적 증상 외에도 다운증후군은 알츠하이머 병, 제2형 당뇨병, 안면 발달 장애의 조기 발병을 유발할 수도 있습니다.

Miyata는 “DYRK1A의 중요성을 고려하여 상호 작용 대응물 역할을 하는 잠재적인 분자를 탐구했습니다.”라고 말했습니다.

DYRK1A는 신경계의 발달과 기능을 포함한 많은 생물학적 기능을 제어합니다. 세포 수준에서 이 중요한 단백질은 세포질과 핵에 있는 다양한 다른 단백질을 인산화하여 세포 주기, 세포 분화, 세포골격 형성 및 DNA 손상 반응을 조절합니다.

이전 연구에서 DCAF7/WDR68을 DYRK1A의 주요 결합 단백질로 확인한 후 Miyata 팀은 질량 분석기를 사용하여 DYRK1A의 기능과 세포 위치를 조절하는 다른 상호 작용 단백질을 찾아냈습니다. 특히, 구조적으로 유연한 FAM53C 단백질은 단백질 인산화를 담당하는 DYRK1A 영역에 직접 결합합니다. 이러한 상호작용은 DYRK1A의 키나제 활성을 감소시켜 정상적인 뇌 조직에서와 같이 DYRK1A를 세포질 내, 세포핵 외부에 안전하게 고정시킵니다.

"FAM53C가 매개하는 단백질 키나아제 활성 조절은 DYRK1A의 정상 및 이상 수준으로 인한 유전자 발현 조절에 큰 영향을 미쳐 우리에게 많은 잠재적인 임상적 통찰력을 제공할 수 있습니다"라고 Miyata는 말합니다.