WDR23-TRAF6 interaction reduces the stability of TRAF6

국문 초록 (Abstract)

우리 몸을 이루고 있는 뼈는 골 항상성(Bone homeostasis)을 유지하며 평생 동안 재구성이 이루어진다. 골 항상성은 뼈를 파괴하는 세포인 파골세포(osteoclast)와 뼈를 생성하는 세포인 조골세포(osteoblast)의 균형잡힌 상호작용을 통해 조절된다. 이 과정에서 파골세포는 조혈모세포(hematopoietic stem cell)로부터 분화하여 여러 개의 핵을 가진 거대세포로 형성된다. 파골세포의 분화과정에는 RANK(Receptor activator of nuclear factor kappa B)와 RANKL(receptor activator of nuclear factor kappa B ligand)의 결합에 의한 신호전달과정이 가장 중요하다고 알려져 있다. RANK/RANKL의 신호전달작용에는 세포 내에서 매개 단백질로 알려진 TRAF6(Tumor necrosis factor receptor associated factor 6)에 의해 신호가 전달됨으로써 파골세포의 분화에 필요한 유전자들이 발현된다. TRAF6 유전자가 결핍된 생쥐에서 골경화증이 나타남으로써 TRAF6가 파골세포의 분화에서 중요한 역할을 하는 단백질이라는 것이 확인되었다. 선행연구에서 TRAF6와 상호작용을 하는 단백질을 선별하여 그 중에서도 WDR23(WD40-repeat-containing protein 23)이라는 단백질을 찾아내었다. 선행연구에서 WDR23이 TRAF6와 직접적으로 결합할 뿐만 아니라 WDR23에 의해 TRAF6의 단백질 양이 줄어드는 현상을 밝혀내었다. 단백질의 분해과정에는 유비퀴틴(Ubiquitin)에 의한 프로테아좀(Proteasome) 분해과정과 자식작용(Autophagy) 두 가지 과정이 알려져 있는데 선행연구결과 WDR23에 의한 TRAF6의 분해가 유비퀴틴(Ubiquitin)에 의한 프로테아좀(Proteasome) 분해과정과 관련이 없는 것을 확인하였다. 그리고 파골세포의 분화과정에서 WDR23이 어떠한 작용을 하는지 연구되었는데 먼저 WDR23이 과발현(Overexpression)되었을 때는 파골세포의 분화가 감소하는 것을 확인하였다. 또, WDR23의 발현을 억제(Knockdown)하였을 때는 파골세포의 분화가 증가하는 현상을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 WDR23에 의한 TRAF6의 감소하는 현상이 유비퀴틴에 의한 프로테아좀 분해과정이 아닌 자식작용에 의한 현상이라는 것을 확인하였다. 그리고 WDR23이 과발현되었을 때 자식작용의 전체과정이 촉진되는 것이 아니라 WDR23이 TRAF6를 자식작용과정에서 형성되는 리소좀(lysosome)에 보내주는 역할을 하는 것으로 생각되는 결과를 확인하였다. 또한 RANK와 TRAF6 그리고 WDR23이 복합체를 형성하는 것을 확인하여 WDR23이 파골세포의 분화를 조절하는데 TRAF6뿐만 아니라 RANK에도 영향을 줄 수 있는 가능성을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해 WDR23이 TRAF6의 단백질 양을 자식작용을 통해 감소시키는 것을 확인할 수 있었고, 파골세포의 분화를 음성적으로 조절함으로써 골 항상성에 중요한 역할을 수행할 수 있는 가능성을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction 1
• 2. Materials and methods 13
• 2.1 Reagents and antibodies 13
• 2.2 Cell culture and transfection 13
• 2.3 Luciferase assay 14
• 2.4 GST pull down and western blotting 14
• 3. Results 16
• 3-1. WDR23 inhibits TRAF6 induced AP-1 activation by reducing protein stability of TRAF6 16
• 3-2. WDR23 reduced the protein stability of TRAF6 through autophagy degradation 18
• 3-3. TRAF6 protein stability is reduced by WDR23 through WDR23 target TRAF6 to autophagy 20
• 3-4. RANK, TRAF6 and WDR23 form complex, WDR23 reduce TRAF6 protein stability 22
• 3-5. When WDR23 binds to TRAF6, TRAF6 consensus sequence of WDR23 were not used at TRAF6-WDR23 interaction 24
• 4. Discussion 26
• 5. References 29
• Abstract 33