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Role of Drosophila metalloprotease Sol narae in cell survival and its relationship with Dynein heavy chain 64C = 세포생존을 위한 초파리 단백질분해 효소 Sol narae 의 기능과 Dynein heavy chain 64C 와의 연관에 관한 연구
서명 / 저자 Role of Drosophila metalloprotease Sol narae in cell survival and its relationship with Dynein heavy chain 64C = 세포생존을 위한 초파리 단백질분해 효소 Sol narae 의 기능과 Dynein heavy chain 64C 와의 연관에 관한 연구 / Orkhon Tsogtbaatar.
저자명 Tsogtbaatar, Orkhon
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2016].
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Part I Cell survival is essential for all living organisms to cope against multiple environmental insults, and the underlying mechanism is under intense investigation. It has been reported that cell signaling between dying cells and the surviving cells during apoptosis is essential for compensatory proliferation to prevent tissue loss. Here, we show that a Drosophila ADAMTS, sol narae (sona), is essential for sending signal to direct the cell division of the neighboring cells upon $\gamma$-irradiation. We have recently reported that Sona promotes Wg signaling by generating an active carboxyl terminal domain of Wg, Wg-CTD. We found that Sona is important for cell survival and blocking cell death. The cells with the high level of sona transcription were resistant to irradiation even without any Drosophila Inhibitor of Apoptosis 1 (DIAP1). Sona- and DIAP1-expressing cells were generally exclusive, and this exclusivity was increased upon $\gamma$-irradiation, indicating transcriptional regulation of sona and diap1 occurs coordinately in two opposite directions. Interestingly, these high-sona expressing cells were not dividing unlike the neighboring cells after irradiation. Furthermore, Wg-CTD could increase the transcriptional level of DIAP1 and cell division in a cell non-autonomous manner. Taken together, we propose that sona-expressing cells play essential roles as a signaling center and send out Wg-CTD, which then diffuses and turns on the transcription of genes for cell survival such as diap1 in Wg-responding cells. Part II Metalloproteases are enzymes that play an important role in many biological processes such as cell proliferation, differentiation, migration, tissue remodeling and processing of growth factors. We have identified novel metalloprotease, sol narae, which has a disintergrin and metalloprotease domain homologous to those of ADAMTS family. To understand the function of Sona, we carried out genetic screen that suppresses Sona overexpression lethality phenotype. One of the suppressors was identified as Dynein heavy chain64C (Dhc64C) gene, which encodes a subunit of Dynein motor protein. Dynein carries cargos such as transcripts and vesicles toward the minus end of microtubules and known to be involved in endocytosis, and regulating apico-basal polarity. Our results show that loss of Dh64C results in cell death and increase in the level of Wg. Previous studies on Sona show that Sona is important for cell survival as well as promoting Wingless signaling. Based on these results, future studies on relationship between sona and Dhc64C in Wingless signaling is greatly needed.

Part I 모든 살아있는 개체들에게 세포생존의 문제는 다양한 환경적 외상에 대처하기 위해 필수적이며, 이 기작과 관련된 연구는 여전히 활발하게 이루어지고 있다. 세포자멸사 과정 중 죽어가는 세포와 살아남은 세포 사이에서 이루어지는 신호 전달은 조직의 손실을 막아내기 위해 보상적으로 이루어지는 세포분열에 있어서 중요하다. 이 연구는 초파리의 ADAMTS 단백질 효소인 sol narae (sona)가 감마-방사선이 조사된 세포의 생존에 중요하다는 사실을 보여준다. 우리는 최근 Sona 가 Wg 의 카복시말단 절편을 만들고, 이로써 Wg 신호전달이 촉진된다는 것을 보고하였다. 우리는 각 세포에서 sona 가 전사되는 양이 세포생존과 직접적인 연관성을 보인다는 것을 알 수 있었다. 또한 sona 의 전사가 높은 수준으로 유지되는 세포는 초파리의 세포자멸 억제 단백질인 DIAP1 이 없이도 방사선 조사에 저항성을 보였다. Sona 를 발현하는 세포와 DIAP1 을 발현하는 세포는 전반적으로 상보적 배치를 이루고 있고, 이러한 양상은 방사선 조사 이후에 더욱 분명해지는데, 이는 방사선에 의해 sona 와 diap1 유전자의 전사 과정이 함께 조절된다는 것을 보여준다. 더욱이, Wg 카복시말단 절편은 주변 세포들에서 diap1 의 전사와 세포분열을 촉진시킬 수 있음을 확인하였다. 따라서, 이 연구는 sona 를 발현하는 세포가 세포신호전달의 기점으로서 Wg 카복시말단 절편의 형성과 분비에 관여하며, 이를 통해 확산된 Wg 신호를 수용한 세포에서 diap1 과 같은 세포생존에 필요한 유전자들의 전사가 일어날 수 있음을 시사한다. Part II 금속단백질분해효소는 세포의 증식과 분화, 세포의 이동, 조직 재형성, 성장인자의 처리 등 다양한 생물학적 과정에서 중요한 역할을 담당한다. 우리는 새로운 금속단백질분해효소를 발견하였고, 이를 sol narae (sona) 라고 명명하였다. Sona의 disintegrin domain 과 metalloprotease domain 은 ADAMTS 과의 효소와 상동성을 가지고 있었다. Sona 의 기능연구를 위하여 우리는 Sona 의 과발현으로 인한 치사 현상을 억제시키는 돌연변이를 스크리닝을 통해 얻었다. 이들 중 하나인 Dynein heavy chain64C (Dhc64C) 유전자는 Dynein 이라는 운동단백질을 구성하는 한 부분의 정보를 담고 있다. Dynein 은 전사체나 세포 소낭 등을 미세소관의 (-) 방향으로 운반시킨다. 이는 세포내 섭취와 관련되어있고, apicobasal 사이의 극성 조절과도 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 이번 연구에서 우리는 Dhc64C의 기능 억제로 인한 세포의 사멸과 Wg 단백질의 증가 현상을 확인하였다. 앞선 연구를 통해 Sona 가 세포의 생존 뿐만 아니라 Wg 신호전달을 촉진하는데중요하다는 것을 보인바 있다. 이를 기초로 Wg 신호전달계에 있어서 Sona 와 Dhc64C 사이의 후속 연구가 수행되어야 할 필요가 있다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DBS 16023
형태사항 vii, 114 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 지도교수의 영문표기 : Kyung-Ok Cho
지도교수의 한글표기 : 조경옥
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 생명과학과,
서지주기 References : p. 99-109
주제 Drosophila
cell survival
cell death
metalloprotease
DIAP1
Wg
초파리
세포생존
세포사멸
단백질분해효소
DIAP1
Wg
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