SUNGKYUNKWAN UNIVERSITY SCHOOL OF MEDICINE
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Research Highlights
The intracellular Ca2+ channel TRPML3 is a PI3P effector that regulates autophagosome biogenesis
So Woon Kim, Mi Kyung Kim, Seokwoo Hong, Areum Choi, Jee Hye Choi, Shmuel Muallem, Insuk So, Dongki Yang, and Hyun Jin Kim
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
1. 오토파지는 세포내 불필요한 물질이나 소기관 등을 오토파고좀으로 격리하고 리소좀으로 이동시켜 분해하는 일련의 과정이다. 오토파지는 다음의 3단계로 구성되어 있는데, 1단계) 신호전달경로의 최종산물 PI3P는 미성숙 오토파고좀인 파고포어에 축적된다. 2단계) PI3P는 하위작용자를 동원하여 파고포어와 다른 소기관으로부터 유래된 막을 융합하게 하여 오토파고좀을 형성한다. 3단계) 오토파고좀은 엔도좀, 리소좀과의 융합을 통해 성숙한다. 이와 같이 2, 3단계인 오토파고좀 형성과 성숙과정 중에는 많은 막융합이 일어난다.
2. 오토파지 막융합에도 일반적인 막융합에서와 같이 coat proteins, Rab GTPase, SNAREs, Phosphoinositides 등이 필요하며 이에 대한 연구는 많이 이루어져 있다. 또한 막융합을 trigger하기 위해 칼슘이 필요하다는 것과 오토파지 막융합 역시 칼슘의존적으로 일어난다는 것이 잘 알려져 있지만, 오토파지 막융합의 칼슘공급기전은 아직 연구된 바 없다.
3. 우리 연구실은 선행연구로부터 세포내 칼슘통로인 TRPML3가 오토파지 막융합에 칼슘을 공급하는 이온통로가 될 가능성을 확인하였고, 본 논문에서는 이 가설을 검증하기 위한 연구를 수행하였다.
4. 연구결과, 세포내 칼슘통로 TRPML3가 PI3P에 의해 파고포어로 동원되고 활성화되는 하위작용자로 기능하여 오토파고좀 생성과정의 막융합에 필요한 칼슘을 공급함으로써 오토파지를 증가시킨다는 것을 확인하였다.
https://doi.org/10.1073/pnas.2200085119
2. 오토파지 막융합에도 일반적인 막융합에서와 같이 coat proteins, Rab GTPase, SNAREs, Phosphoinositides 등이 필요하며 이에 대한 연구는 많이 이루어져 있다. 또한 막융합을 trigger하기 위해 칼슘이 필요하다는 것과 오토파지 막융합 역시 칼슘의존적으로 일어난다는 것이 잘 알려져 있지만, 오토파지 막융합의 칼슘공급기전은 아직 연구된 바 없다.
3. 우리 연구실은 선행연구로부터 세포내 칼슘통로인 TRPML3가 오토파지 막융합에 칼슘을 공급하는 이온통로가 될 가능성을 확인하였고, 본 논문에서는 이 가설을 검증하기 위한 연구를 수행하였다.
4. 연구결과, 세포내 칼슘통로 TRPML3가 PI3P에 의해 파고포어로 동원되고 활성화되는 하위작용자로 기능하여 오토파고좀 생성과정의 막융합에 필요한 칼슘을 공급함으로써 오토파지를 증가시킨다는 것을 확인하였다.
https://doi.org/10.1073/pnas.2200085119