세포노화에서 DOT1L의 p53을 통한 DNMT1 발현 조절기전 연구

Abstract

세포 노화(cellular senescence)는 노화 과정 중에서 세포의 표현형이 변하고, 세포주기가 정지하는 상태를 말한다. 세포 노화는 다양한 원인들에 의해 일어나고, 다양한 노화 관련 질병유발에 관여한다. 선행연구에서 DNA methyltransferase 1(DNMT1)가 초기 세포 노화에서 중요조절자 역할을 한다는 것이 밝혀졌기 때문에 이를 토대로 DNMT1을 조절하는 상위조절자를 찾기 위해 후성 유전학적 변화 조절자를 중심으로 연구를 진행하였다. RNA sequencing데이터를 이용하여 산화스트레스에 의한 노화(oxidative stress induced senescence, OSIS)모델에서 활성이 감소한 히스톤 메틸기 전달효소의 발현 패턴을 분석하였다. 그 중 H3K79의 메틸기 전달효소로 알려진 disruptor of telomeric silencing 1-like (DOT1L)은 DNMT1과 양의 상관관계(positive correlation)을 나타냈다. qPCR 및 western blot 분석을 통해 확인한 결과 DOT1L이 감소할 때, DNMT1이 감소하여 노화가 유도되었으나, DNMT1이 감소할 때, DOT1L은 감소하지 않지만 노화가 유도되는 것이 확인되었다. 이를 통해 DOT1L이 DNMT1의 발현을 조절하여 노화를 유도하는 것을 확인하였다. DNMT1은 세포 노화과정에서 중요한 조절인자로 알려져 있지만, 그 DNMT1을 조절하는 매커니즘은 잘 알려져 있지 않다. DOT1L이 DNMT1을 조절하는 매커니즘으로 p53을 선정하여 실험을 진행하였다. p53은 DNMT1을 조절한다고 보고되어 있고, 라이신 메틸화에 의해 활성이 조절된다고 알려져 있다. 따라서 DOT1L이 p53의 활성을 조절하여 DNMT1의 활성을 조절하는지 알아보기 위해 실험을 진행하였다. DOT1L을 knockdown하면 p53이 증가하고 DNMT1이 감소하는 패턴을 보였지만, DOT1L과 p53을 동시에 knockdown하면 DNMT1이 감소하지 않는 것을 확인하였다. 이를 통해 DOT1L은 p53을 통해 DNMT1을 조절하는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 DNMT1을 조절하는 상위 조절자를 찾고 그 기전을 밝혀 냄으로써 노화의 발현을 조절하는 새로운 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.