서로 융합하는 세포 블록 복구 시스템

두 세포의 융합은 많은 유기체의 유성 생식에서 결정적인 사건입니다. 곰팡이의 경우 세포는 막을 모아 합쳐야 할 뿐만 아니라 국지적으로 보호 세포벽을 열어야 합니다. 제네바 대학(UNIGE)에서 실시한 연구는 세포가 융합 부위에서 벽을 복구하는 것을 방지하는 메커니즘이 어떻게 이 과정을 되돌릴 수 없게 만드는지 보여줍니다. Current Biology 저널에 게재된 이 연구 결과는 세포가 어떻게 융합 및 복구 메커니즘을 조정하는지에 대한 새로운 통찰력을 제공하고 궁극적으로 병원성 진균의 세포벽을 표적으로 삼는 새로운 길을 열 수 있습니다.

동물 세포와 달리 곰팡이 세포는 단단한 세포벽으로 둘러싸여 있습니다. 이 구조는 세포를 보호하고 세포 내용물에 의해 가해지는 내부 압력을 견딜 수 있게 해줍니다. 두 세포가 융합할 때, 특히 유성생식 동안, 이 벽은 두 세포의 막이 합쳐질 수 있도록 국부적으로 분해되어야 합니다. 이 단계가 완료되면 일반적으로 단일 세포가 형성될 때까지 융합이 진행됩니다.

되돌릴 수 없는 융합

그러나 세포벽의 완전성은 세포 생존에 필수적이기 때문에 손상에 대응하여 복구 메커니즘을 촉발하기 위해 지속적으로 모니터링됩니다. 이 두 가지 상반되는 과정의 존재로 인해 UNIGE 과학부 생물학 교수인 Sophie Martin 팀은 세포가 세포 융합 중에 세포 복구 시스템이 벽을 재건하는 것을 어떻게 방지하는지 조사했습니다.

연구팀은 기본적인 세포 메커니즘을 이해하기 위한 모델 유기체로 널리 사용되는 단세포 효모인 Schizosaccharomyces pombe를 연구했습니다. 연구자들은 이전에 일시적인 융합을 보이는 효소 Pak2가 결여된 돌연변이 효모를 확인했습니다. 즉, 세포가 잠시 융합되고 다시 분리되기 전에 세포 내용물 교환을 시작하여 세포에 치명적인 결과를 초래합니다.

생물학자들은 정상 세포에서 Pak2 효소가 두 세포가 융합되는 부위에 정확하게 축적된다는 사실을 관찰했습니다. 그 활동은 세포 내용물이 한 세포에서 다른 세포로 전달될 수 있도록 하는 개구부인 “융합 기공”의 개방 및 후속 확장을 촉진합니다.

“그러나 Pak2가 없으면 그 과정은 때때로 가역적이 될 수 있습니다. 세포가 융합하기 시작하고, 내용물을 교환한 다음, 세포를 연결하는 구멍을 닫습니다. 이러한 세포에서 우리는 일반적으로 세포벽을 모니터링하고 복구하는 메커니즘이 융합 부위에서 특히 활성화된다는 것을 관찰했습니다”라고 Sophie Martin 그룹의 전 박사후 연구원이자 이번 연구의 제1저자인 Julia Coronas-Serna는 설명합니다.

융합 실패 후 재건된 벽

첨단 영상 기술을 사용하여 과학자들은 Pak2 효소가 부족한 세포의 내부 조직, 특히 두 세포가 접촉하는 부위를 관찰했습니다. “이러한 돌연변이 세포에서 융합 기공이 닫힌 후 우리는 두 세포 사이의 경계면에서 새로운 세포벽이 형성되는 것을 관찰합니다. 즉, 복구를 방지하는 메커니즘이 없을 때 세포는 문자 그대로 해체되기 시작한 분리를 재건할 수 있습니다”라고 Sophie Martin은 설명합니다.

세포벽 복구와 융합 중 국지적 분해 사이의 균형을 제어하는 ​​메커니즘을 확인함으로써 이러한 결과는 항진균 전략 검색을 위한 새로운 길을 열어줍니다. 세포벽은 인간 감염의 원인이 되는 칸디다균, 아스페르길루스균과 같은 병원성 진균에 대한 많은 치료법의 주요 표적입니다. 형성과 복구를 조절하는 메커니즘을 더 잘 이해하면 궁극적으로 이러한 과정을 방해할 수 있는 새로운 분자를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.