분열효모에서 mRNA export에 관여하는 단백질 복합체에 대한 연구

Abstract

TREX (TRanscription and Export)와 TREX-2는 전사 신장(elongation), mRNA 가공(processing) 및 핵에서 세포질로의 mRNA 방출(mRNA export)에 관여하는 단백질 복합체로 진핵세포에 진화적으로 잘 보존되어 있다. 본 논문에서는 분열효모인 Schizosaccharomyces pombe에서 TREX와 TREX-2의 구성인자에 대한 실험을 수행하였다. TREX의 구성요소 중 하나인 tho7 유전자를 결실(deletion)시킨 균주(Δtho7)는 생장과 mRNA 방출에 결함을 나타내었다. 그러나, tho7 유전자를 과발현(over-expression)시킨 균주는 생장 및 mRNA 방출이 정상적이었다. 또한, 살아있는 세포에서 Tho7-GFP 단백질이 주로 핵 내에 존재하는 것을 확인하였다. 한편 TREX-2의 구성요소 중 하나인 cdc31 유전자는 생장에 필수적인 유전자이기 때문에, 티아민(thiamine)으로 발현 조절이 가능한 nmt1 프러모터에 cdc31 ORF를 클로닝하여 형질전환시킨 균주에 cdc31 유전자를 결실(deletion)시켜 결실돌연변이 균주(Δcdc31)를 제작하였다. 티아민을 첨가하여 cdc31의 발현을 억제하면 생장과 mRNA 방출에 결함을 보였고, 티아민을 첨가하지 않아 cdc31의 발현을 유도한 경우에는 생장과 mRNA 방출에 결함을 나타내지 않았다. 또한, cdc31도 과발현시킨 균주에서는 생장 및 mRNA 방출이 정상적이었다. 두 복합체를 구성할 것으로 여겨지는 S. pombe의 이종상동체(ortholog)들 (TREX: Tho1, Tho2, Tex1, Tho5, Tho7, Uap56, Mlo3 등과 TREX-2: Sac3, Thp1, Pci2 (Thp1 paralog), Sus1, Cdc31, Rpn15 등)과 mRNA 방출에 관여하는 세 가지 단백질(Mex67, Rae1, Rmr1) 사이의 물리적 상호작용을 알아보기 위하여 yeast two- hybrid (Y2H)와 co-immunoprecipitation (Co-IP)실험을 진행하였다. Y2H 실험 결과 TREX 복합체의 경우 Uapo56(AD)-Mlo3(BD), Mlo3(AD)-Uap56(BD), Tex1(AD)- Tho2(BD), Tho2(AD)-Tex1(BD), Tho1(AD)-Tex1(BD) 등이 양성 반응을 보였으며, TREX-2 복합체의 경우 Sus1(AD)-Sac3(BD), Rpn15(AD)-Pci2(BD), Cdc31 (AD)-Pci2(BD), Sac3(AD)-Pci2(BD) 등이 양성 반응을 보였다. 또한, Co-IP 실험을 통해 TREX의 경우 Tho1-Tho5, Tho1-Tex1, Tho1-Tho2 등의 물리적 상호작용을 확인하였으며, TREX-2의 경우 Rmr1-Thp1의 물리적 상호작용을 확인하였다. 이와 같은 실험결과들은 TREX와 TREX-2 구성인자들의 분열효모 S. pombe의 이종상동체들도 단백질 복합체를 형성하여 mRNA 방출에 관여하고 있음을 시사한다.