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성과명여성의 두 번째 X 염색체 조절과정 규명

(Nucleic Acids Research)

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지원사업
기초연구사업(중견연구), 바이오·의료기술개발사업
지원 기관
과학기술정보통신부
연구 기관
한양대학교, 연세대학교
연구자
김형범, 남진우
발표일
2019-03-07
조회수
355

여성의 두 번째 X 염색체 조절과정 규명



개요

남진우 교수(한양대)‧김형범 교수(연세대) 연구팀이 하버드 의대와 공동 연구를 통해, 인간 여성 세포에서 X 염색체 2개 중 하나가 불활성화 되는 과정을 규명했다고 한국연구재단이 밝혔다. 이 연구는 과학기술정보통신부 ‧한국연구재단 기초연구사업(중견연구), 바이오‧의료기술개발사업의 지원으로 수행되었다. 국제학술지 ‘뉴클레익 애시드 리서치(Nucleic Acids Research)’에 2월 20일 게재되었다.


연구 내용

인간 세포에서 CRISPR/Cas9 쌍을 이용해 효율적으로 DNA 부분을 삭제할 수 있도록 도와주는 예측 시스템인 LINDEL을 자체 개발하였고 LINDEL을 이용해 혈액암 세포에서 Xist 유전자 전체와 12곳의 부분 영역을 효율적으로 삭제하였다. 이중에 두 상동 X 염색체가 모두 삭제된 클론을 선별하여 라이브러리를 구축하였다.
RNA 기반 형광이미지, High-throughput RNA sequencing (RNA-seq) 기술을 이용해 XCI 현상에 영향을 주는 Xist 영역을 조사하여, 생쥐 Xist와 유사하게 Repeat E, B+C 영역이 XCI에 영향을 주는 것을 확인하였고, 인간 Xist 엑손 5는 생쥐와 다르게 XCI을 유지하는데 큰 역할을 하는 것을 최초로 규명하였다.
엑손 5를 삭제 했을 때 다른 염색체에는 영향이 없었지만 X 염색체의 유전자 발현이 크게 증가하는 재활성화 현상을 보였고, 이것은 비활성화 된 X 염색체의 발현에 의한 현상임을 밝혔다.
생쥐에서는 Xist를 삭제해도 X 염색체의 재활성화가 나타나지 않았지만, 인간의 X 염색체에서는 재활성화가 확인되면서 배아 발생단계에서 낮은 수준의 XCI의 현상이었다.


기대 효과

비번역(noncoding) 유전자에 의한 인간 특이적인 후성유전적 유전자 발현 조절 현상에 대한 기초적인 이해를 넓히고, 인간의 초기발생 단계에서 Xist에 의한 후성유전적학적 유전자 발현 조절 메커니즘을 이해하는데 도움을 줄 것이며, 인간 Xist 상에 존재하는 다양한 유전적 변이에 의한 질병 기전을 이해하는데 큰 역할을 하여, XCI 비정상 작동에 의해 생기는 암을 포함한 다양한 질병을 치료하는 기초자료로 기여할 것이다.


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