Go 단백질의 알파 소단위체에 의한 신경돌기형성의 조절

Abstract

Heterotrimeric G protein은 많은 신경전달물질과 호르몬에 의해서 일어나는 신호전달을 중개한다. 모든 G 단백질들 중에서, Go는 신경세포분화에 관여한다고 알려져 있지만 어떻게 중재하는지는 명확히 알려진 바가 없다.

이전 연구에서 Goα가 F11 세포에서 신경돌기진전(neurite outgrowth)을 조절한다는 것을 보았다. Goα가 과발현되는 세포에서 신경돌기의 평균길이는 감소하였으나 세포당 신경돌기의 수는 반대로 증가하였고 이러한 양상은 cAMP-PKA-CREB 신호에 의해 매개되었다.

본 연구에서는 신경돌기형성 과정 동안 Go의 기능획득과 기능상실변이를 F11 세포와 일차신경세포에서 각 각 조사하고 그 기작을 밝혀내는데 목적이 있다.

이를 위해 미세소관과 액틴과 같은 세포뼈대단백질(cytoskeletal protein)의 양상을 관찰하였다. Go가 없는 조건의 배측피질 신경세포(dorsal cortical neuron)에서 짧은 돌출부(short protrusion) 또는 신경돌기(neurite)가 적게 나타났으며 형성 시기 또한 늦어졌다. 반면 F11 세포에서 Goα를 과발현 시킨 후 시간의 흐름에 따라 관찰하였을 때, 신경분화 초기단계에서 Goα가 신경돌기형성을 유도함을 보았다. 이러한 Goα는 PKA의 catalytic subunit(c)과 물리적으로 결합하며 이러한 결합이 세포 내 PKA-Cα가 핵으로의 이동을 억제함을 확인하였다. 더불어 PKA-Cα가 세포의 핵보다 세포질에서 과발현 되었을 때 형태학적으로 Goα가 과발현 되었을 때와 비슷한 양상을 보임을 관찰함으로써 결론적으로 Goα가 PKA-Cα의 위치를 영향을 줌으로써 신경돌기형성에 기능을 한다는 것을 알 수 있다.