게놈 조직이 세포 운명에 미치는 영향

게놈 조직이 세포 운명에 미치는 영향 연구는 혈액 줄기 세포가 자신의 운명을 유지하는 방법을 확인합니다 날짜: 2022년 4월 29일 원천: 캘리포니아 대학교 - 리버사이드 요약: 연구에서는 염색질 조립 인자-1이라고 하는 단백질 복합체가 계통 충실도를 유지하기 위해 게놈 조직을 제어하는 방법을 보여줍니다. 인체의 200개 이상의 세포 유형의 동일성을 지정하고 유지하는 분자 메커니즘을 이해하는 것은 틀림없이 분자 및 세포 생물학에서 가장 근본적인 문제 중 하나이며 인간 질병 치료에 중요한 의미를 갖습니다. 세포 운명 결정 과정의 중심은 신체의 각 조직 내에 존재하는 줄기 세포입니다. 줄기 세포는 분열할 때 자가 재생을 선택하는 놀라운 능력을 가지고 있습니다. 즉, 스스로 복제하거나 정의된 혈통으로 성숙합니다. 줄기 세포가 분열할 때마다 특정 혈통 정체성이 어떻게 유지되는지는 캘리포니아 대학교 리버사이드(University of California, Riverside)의 생화학자들이 이끄는 팀의 연구 덕분에 이제 더 잘 이해할 수 있습니다. 생화학부 조교수인 Sihem Cheloufi와 Jernej Murn이 이끄는 연구는 염색질 조립 인자-1 또는 CAF-1이라고 하는 단백질 복합체가 계통 충실도를 유지하기 위해 게놈 조직을 제어하는 방법을 보여줍니다. 보고서는 오늘 Nature Communications에 게재되었습니다. 세포가 분열할 때마다 게놈의 복제물을 만들어야 합니다. 즉, DNA 서열뿐만 아니라 DNA가 단백질과 함께 염색질로 포장되는 방식도 포함됩니다. 염색질은 열려 있고 쉽게 접근할 수 있거나 더 조밀하게 포장되어 덜 접근 가능한(또는 폐쇄된) 게놈 사이트로 구성됩니다. Cheloufi는 "서로 다른 세포의 정체성은 해당 영역에 위치한 유전자만이 잠재적으로 발현되어 단백질로 전환될 수 있기 때문에 더 개방된 게놈 부위에 크게 의존합니다."라고 설명했습니다. 그녀는 세포 분열 동안 세포 정체성을 유지하기 위해 개방 및 폐쇄 염색질 또는 "염색질 조직"의 위치가 CAF-1에 크게 위임된 작업인 게놈의 새로운 복제물에 충실하게 전달되어야 한다고 덧붙였습니다. "CAF-1이 세포 분열 동안 올바른 염색질 조직을 확보하는 것을 돕기 위해, 많은 전사 인자가 DNA 서열 특이적 방식으로 열린 영역에 유인되어 책갈피 역할을 하고 혈통 특이적 유전자를 수정하기 위해 전사 기계를 모집하여 발현을 보장합니다. " 그녀가 말했다. "우리는 세포 분열 동안 세포 특이적 염색질 조직을 유지하기 위해 CAF-1이 어느 정도 필요한지 궁금했습니다." 저자는 자가 재생 또는 호중구로 변할 수 있는 미성숙 혈액 세포를 연구 패러다임으로 삼았습니다. 호중구는 병원체에 대한 우리 신체의 첫 번째 방어선을 나타내는 비분할 세포입니다. 흥미롭게도 그들은 CAF-1이 이러한 미성숙한 혈액 세포의 자가 재생을 유지하는 것뿐만 아니라 혈통의 정체성을 유지하는 데 필수적이라는 것을 발견했습니다. CAF-1 수준의 적당한 감소조차도 세포가 정체성을 잊어버리고 혼합 계통 단계를 채택하도록 했습니다. "CAF-1이 결핍된 호중구 줄기 세포는 적혈구와 혈소판을 포함한 다양한 계통의 유전자를 공동 발현하면서 더 가소화됩니다."라고 Cheloufi가 말했습니다. "이것은 발달 생물학 관점에서 매우 흥미롭습니다." 분자 수준에서 팀은 CAF-1이 일반적으로 특정 게놈 부위를 압축 상태로 유지하고 특정 전사 인자, 특히 ELF1에 접근할 수 없다는 것을 발견했습니다. Murn은 "염색질 조직을 살펴봄으로써 CAF-1 손실의 결과로 비정상적으로 열려 ELF1을 끌어들이는 수많은 게놈 부위를 발견했습니다."라고 말했습니다. "우리의 연구는 여러 혈액 세포 계통의 운명을 정의하는 데 ELF1의 핵심 역할을 추가로 지적합니다." UCR 연구원은 조직 배양에서 성장을 위해 조작된 마우스 골수에서 추출한 미성숙 혈액 세포를 사용했습니다. 그들은 Cincinnati Children's Hospital Medical Center의 혈액학 전문가이자 이 연구의 공동 교신 저자인 Andrew Volk와 공동으로 마우스 모델을 사용하여 생체 내에서 발견한 내용을 검증했습니다. 다음으로 Cheloufi와 그녀의 동료들은 CAF-1이 특정 부위에서 염색질 상태를 유지하는 메커니즘과 이 과정이 다른 세포 유형에 따라 다르게 작동하는지 여부를 이해하고자 합니다. Cheloufi는 "도시와 마찬가지로 게놈에는 특정 랜드마크가 있는 풍경이 있습니다. "CAF-1 및 기타 분자가 게놈의 '스카이라인'을 얼마나 정확하게 유지하는지 아는 것은 흥미로울 것입니다. 이 문제를 해결하면 예측 방식으로 세포의 운명이 어떻게 조작될 수 있는지 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다 DNA 복제 동안 게놈을 패키징하는 CAF-1의 기본적인 역할을 감안할 때 우리는 CAF-1이 세포 정체성의 일반적인 게이트키퍼 역할을 할 것으로 기대합니다. 이것은 원칙적으로 장, 피부, 골수, 심지어 뇌의 세포와 같은 수많은 조직에 걸쳐 있는 모든 분열 세포에 적용됩니다."