세포주기 억제과정에서 14-3-3 sigma 단백질의 역할

Abstract

[한글]

14-3-3 단백질은 약 30 kDa 정도의 분자량을 가진 단백질 결합 단백질로서 현재 7개의 isoform이 알려져 있고 이들은 세포내의 여러 가지 단백질들과 결합하여 그들의 기능을 조절한다 14-3-3 단백질이 결합하는 세포내 단백질들로는 protein kinase C, IRS, Raf-1, Bad, keratin 18, p53. cdc25c등 여러 가지가 알려져 있다. 이들의 대부분은 14-3-3단백질과 결합함으로써 세포분열 촉진 또는 세포고사 억제를 일으켜 세포성장을 촉진하나, p53과 cdc25c와 결합하는 경우는 세포주기를 억제하는 쪽으로 작용한다. 그러므로 세포주기를 촉진하는 경우와 세포주기를 억제하는 경우에서 작용하는 14-3-3 단백질은 유전자 표현과 그 조절과정이 서로 다르게 작용하리라는 가정을 할 수 있다. 또한DNA손상신호에 의하여 P53의존적으로 14-3-3 r 단백질의 mRNA가 증가한다는 보고가 있었다. 이와 같은 결과들을 종합하여보면 14-3-3 σ 단백질은 세포주기 를 억제하는데 관여하며 다른 14-3-3

isoform들, 즉 세포주기를 촉진시키는 14-3-3 단백질들과는 다르게 유전자 발현이 조절될 것이라 가정할 수 있다. 이를 증명하기 위하여 본 실험을 시행하였다.

Adriamycin으로 세포의 DNA에 손상을 가하고 Northem blot hybridization을 시행한 결과 p53이 정상인 MCF7세포주와 HCTl16세포주에서 14-3-3 r isoform의 mRNA는 약 3∼4배 정도 증가하였으나 다른 isoform은 변화를 보이지 않았다. 단백질의 경우14-3-3 r isoform만이 DNA 손상신호에 반응하여 증가하였다. 14-3-3 단백질과 p53 또는 cdc25c단백질과의 관계를 살펴보기 위하여 면역침전을 시행한 결과 14-3-3 σ, ε,β isoform 모두 p53 또는 cdc25C 단백질과 결합하지 않았으며 14-3-3 σ 단백질을 과발현시킨 경우에서도 결합하지 않았다. 그리고 14-3-3 σ 단백질을 plasmid 전입 방법과 재조합 아데노바이러스를 이용한 방법으로 HCTl16세포에서 과발현시킨 후 세포주기를 측정한 결과 σ 단백질의 과발현으로는 세포주기에 영향을 보이지 않았다.

이상의 결과를 종합하면 14-3-3 단백질중 σ isoform만이 DNA 손상신호에 반응하여 유전자 발현이 증가하였으므로 σ isofDrm이 세포주기조절에 관여하리라 생각되나 단순히 σ isoform의 과발현만으로는 세포주기에 영향을 미치지 못하였다. 그리고 14-3-3 단백질중 σ isoform에 의한 세포주기조절은 p53또는 cdc25C와의 직접적인 결합을 통하여 이루어지지는 않는 것으로 생각된다.

[영문]

14-3-3 proteins are protein-binding proteins of which 7 isoforms are known. They bind to several cellular proteins and regulate their functions. The binding par71ers for 14-3-3proteins are protein kinase C, IRS, Raf-1, Bad, keratin 18, p53, cdc25c etc. The binding of 14-3-3 proteins to these proteins has been known to cause cellular proliferation or inhibition of apoptotic process in majority of cases, but it has been reported that the binding of 14-3-3 protein to p53 or cdc25c caused cell cycle inhibition. Recently, there was a report that 14-3-3 sigma isoform mRNA was induced by DNA damaging signal in wild type p53expressing cell lines. These studios indicate that 14-3-3 sigma isoform might participate in cell cycle inhibitory pathway and its gene might be regulated by different mechanism from that of other 14-3-3 isoforms known to promote cell cycle progression. The present experiment was designed to prove the assumption that 14-3-3 sigma isoform participates in cell cycle inhibitory pathway. When cellular DNA was damaged by adriamyc in, 14-3-3sigma mRNA was increased 3 or 4 folds higher than that of undamaged cells, but other isoforms did not respond to DNA damaging signal in MCP7 and HCTI 16 cell lines which express wild type p53. At the protein level, only 14-3-3 sigma isoform responded to DNA damaging signal, but it did not bind to p53

or cdc25C proteins when immunoprecipitation experiment was performed. When 14-3-3 sigma proteins were overexpressed, the same results were obtained. 14-3-3 sigma protein overexpressed by DNA transfection or recombinant adenovirus infection could

not affect the cell cycle profile.

In summary, 14-3-3 sigma may participate in cell cycle inhibition because it was the only one that responded to DNA damaging signal among isoforms of 14-3-3 and this function may not be mediated by direct interaction with p53 or cdc25c proteins. Overexpression of14-3-3 sigma isoform could not provoke cell cycle inhibition