SNARE, Rab8 Knockout쥐에서 AQP1의 이동에 관여하는 단백질에 대한 연구

국문 초록 (Abstract)

상피세포 및 신경세포(neuronal cell)는 세포막의 구성성분이 위치에 따라 다르게 나타나는 극성을 가지고 있다. 세포의 극성형성은 생체내에서 세포가 자기 기능을 나타내는데 필수적인 요인이 된다. 현재까지 막으로 이동하는 단백질들의 극성을 결정하는 유전자의 기능을 분석하는데 가장 신뢰 할 수 있는 것은 개체수준에서 특별한 유전자를 knockout하는 것이다. Small GTP 결합단백질 Rab8는 AP1B복합체를 통해 신장상피세포의 바닥가쪽막 단백질의 이동을 조절하는 것으로 알려져있다. 그러므로 본 연구자는 특정유전자의 knockout 기술을 이용하여 Rab8 유전자가 극성을 가진 기관의 세포에서 꼭대기쪽과 바닥가쪽으로 가는 단백질들의 이동에 결정적인 역할을 할 수 있다는 가능성을 조사하였다. Rab8a, b 이중 knockout 쥐에서 본 연구자는 소장의 꼭대기쪽세포막에 존재하는 alkaline phosphatase, sodium-dependent glucose cotransporters, and dipeptidy peptidase-4 단백질들의 이동이 저해된다는 것을 알았으며, 소장의 바닥가쪽세포막에 존재하는 neutral amino acid transporter 또한 이동이 저해한다는 것을 알았다. 소뇌에 있어서는 퍼킨즈세포의 수상돌기를 구성하는 단백질들인 microtubule associated protein 1A, calbindin D-28K, PKC-gamma단백질들의 이동이 저해되어 소뇌의 수상돌기가 정상적으로 성숙되지 못한다는 것을 알았다. 이러한 결과들은 Rab8 유전자가 소장과 소뇌에서 꼭대기쪽세포막과 바닥가쪽세포막으로 이동하는 단백질들의 이동을 결정하는데 있어서 중요한 역할을 수행한다는 것을 암시한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The epithelial cells and neurons show polarization of cell membrane depending on the different localization of various membrane proteins. Polarization of the cells is crucial to proper function of cells. The most reliable method to analyse the function of polarity-determining genes until present is to knockout the genes and to examine the role of the particular genes in the level of organisms. The small GTP-binding protein Rab8 was thought to regulate basolateral transport in polarized kidney epithelial cells through the AP1B-complex-mediated pathway. Therefore, I investigated the possibility that Rab8 is a key contributor of apical and basolateral membrane trafficking in polarizing organs using the knockout technique. In the Rab8a, b double knockout mice, I identified that alkaline phosphatase, sodium-dependent glucose cotransporters, and dipeptidy peptidase-4 trafficking proteins are mislocalized in the apical surface whereas neutral amino acid transporter is mislocalized in the basolateral surface of the small intestine. Moreover, dendrites of cerebellar purkinje cells are underdeveloped in the Rab8a, b double knockout mice result from abnormal trafficking of microtubule associated protein 1A, calbindin D-28K, PKC-gamma proteins. These results suggest that Rab8 plays important roles in the determination of apical and basolateral trafficking of related proteins in the small intestine and cerebellum.