﻿'우리는 그렇게 다르지 않다': 인간 질병을 치료하는 데 활용할 수 있는 연구

'우리는 그렇게 다르지 않다': 인간 질병을 치료하는 데 활용할 수 있는 연구 ID 세균 무기 고대 면역 전투 기계의 발견으로 더 많은 'CRISPR'과 유사한 기술을 향한 길을 열다 날짜: 2023년 2월 8일 원천: 콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스 요약: 새로운 연구에 따르면 침입자와 싸울 때 박테리아는 면역 경로를 켜고 끄는 데 필요한 동일한 핵심 기계를 가지고 인간 세포와 매우 유사한 방식으로 작동합니다. 새로운 콜로라도 볼더 대학(University of Colorado Boulder) 연구에 따르면 박테리아는 침입자와 싸울 때 인간 세포와 매우 유사한 방식으로 작동하며 면역 경로를 켜고 끄는 데 필요한 동일한 핵심 기계를 보유하고 있습니다. Nature 저널에 2월 8일 발표된 이 연구 는 유비퀴틴 트랜스퍼라아제로 알려진 효소 클러스터인 공유된 고대 기계가 어떻게 작동하는지 밝혀줍니다. 더 나은 이해와 잠재적으로 이 기계를 재프로그래밍하면 궁극적으로 류마티스 관절염 및 크론병과 같은 자가면역 질환에서 파킨슨병과 같은 신경퇴행성 질환에 이르기까지 다양한 인간 질병을 치료하기 위한 새로운 접근법의 길을 열 수 있다고 저자는 말했습니다. "이 연구는 우리가 박테리아와 그다지 다르지 않다는 것을 보여줍니다."라고 생화학과 조교수인 수석 저자인 Aaron Whiteley는 말했습니다. "우리는 이러한 박테리아 과정을 연구함으로써 인체가 어떻게 작동하는지에 대해 많은 것을 배울 수 있습니다." 차세대 CRISPR? 이 연구가 박테리아가 인간에게 가르칠 수 있는 교훈을 보여주는 첫 번째 연구는 아닙니다. 점점 더 많은 증거는 인간 면역 체계의 일부가 박테리아에서 유래했을 수 있으며, 진화를 통해 식물과 동물 왕국에 걸쳐 박테리아 바이러스 퇴치 도구의 더 복잡한 반복을 산출한다는 것을 시사합니다. 2020년 캘리포니아 버클리 대학교 생화학자 제니퍼 다우드나는 파지로 알려진 자신의 바이러스와 싸우기 위해 박테리아가 사용하는 또 다른 모호한 시스템을 용도 변경하는 유전자 편집 도구인 CRISPR로 노벨상을 수상했습니다. CRISPR에 대한 소문은 항파지 면역 반응에서 단백질과 효소의 역할에 대한 과학적 관심을 새롭게 촉발시켰습니다. "지난 3~5년 동안 사람들은 CRISPR로 끝나지 않는다는 것을 깨달았습니다. 잠재력은 훨씬 더 큽니다."라고 Whiteley는 말했습니다. 진화 역사에서 잃어버린 고리 이 연구를 위해 Whiteley와 공동 제1저자인 Hannah Ledvina(Jane Coffin Childs Postdoctoral Fellow in the Department)는 캘리포니아 대학 샌디에이고 생화학자들과 협력하여 cGAS(cyclic GMP-AMP synthase)라는 단백질에 대해 자세히 알아냈습니다. 인간과 더 간단한 형태의 박테리아 모두에 존재합니다. 박테리아와 인간에서 cGAS는 세포가 바이러스 침입자를 감지할 때 다운스트림 방어를 구축하는 데 중요합니다. 그러나 박테리아에서 이 과정을 조절하는 것이 이전에는 알려지지 않았습니다. 다른 유전 및 생화학 실험과 함께 극저온 전자 현미경이라는 초고해상도 기술을 사용하여 Whiteley의 팀은 박테리아에서 cGAS의 진화적 전신 구조를 자세히 살펴보고 박테리아가 cGAS가 세포를 방어하는 데 사용하는 추가 단백질을 발견했습니다. 바이러스 공격으로부터. 구체적으로, 그들은 박테리아가 유비퀴틴 트랜스퍼라제의 간소화된 "올인원 버전"을 사용하여 cGAS를 수정한다는 사실을 발견했습니다. 박테리아는 인간 세포보다 유전적으로 조작하고 연구하기 쉽기 때문에 이번 발견은 연구를 위한 새로운 기회의 세계를 열어준다고 Ledvina는 말했습니다. "박테리아의 유비퀴틴 전이 효소는 이러한 단백질의 진화 역사를 이해하는 데 있어 누락된 연결 고리입니다." 단백질 편집 이 연구는 또한 이 기계가 어떻게 작동하는지 밝혀내어 각각 cGAS 반응을 위한 켜기 및 끄기 스위치 역할을 하는 두 가지 주요 구성 요소인 Cap2 및 Cap3(CD-NTase 관련 단백질 2 및 3)라는 단백질을 식별했습니다. Whiteley는 인간의 유비퀴틴이 면역 반응에서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 과잉 또는 오래된 단백질이 분해되고 파괴되도록 지시하는 세포 쓰레기에 대한 일종의 마커 역할을 할 수 있다고 설명했습니다. 기계의 돌연변이로 인해 시스템이 제대로 작동하지 않으면 단백질이 축적되고 파킨슨병과 같은 질병이 발생할 수 있습니다. 저자는 훨씬 더 많은 연구가 필요하지만 이번 발견으로 흥미로운 과학적 문이 열렸다고 강조합니다. 과학자들이 고대 박테리아 방어 시스템 CRISPR을 DNA에서 돌연변이를 잘라낼 수 있는 가위와 같은 생명공학에 적용한 것처럼 Whiteley는 박테리아 유비퀴틴 트랜스퍼라제 기계(즉, "오프 스위치"인 Cap3)의 조각이 궁극적으로 편집하도록 프로그래밍될 수 있다고 믿고 있습니다. 문제 단백질을 제거하고 인간의 질병을 치료합니다. 그와 그의 팀은 CU Boulder의 Venture Partners의 도움을 받아 이미 지적 재산권 보호를 신청했으며 더 많은 연구를 진행하고 있습니다. "우리가 유비퀴틴 전이효소와 그것이 어떻게 진화했는지에 대해 더 많이 이해할수록 과학계는 이 단백질을 치료적으로 표적으로 삼을 수 있는 장비를 더 잘 갖추게 됩니다."라고 Whiteley는 말했습니다. "이 연구는 세포를 유지하는 데 중요한 우리 몸의 기계가 정말 흥미로운 일을 하는 박테리아에서 시작되었다는 정말 분명한 증거를 제공합니다." 출처 : <a href="https://www.sciencedaily.com/" target="_blank" class="ke-link">https://www.sciencedaily.com/</a>