KR20200013419A - Detection of autophagic body binding protein in vivo - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 in vivo에서 자가포식체 결합 단백질을 검출하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 핵위치신호(NLS, nuclear localization signal)를 포함하는 프로브를 이용하여, 자가포식체 결합 단백질인 LC3/GABARAP family와 LIR(LC3-interacting region)모티프의 결합 여부를 확인하는 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method for detecting autophagy binding protein in vivo, and more specifically, LC3 / GABARAP, which is an autophagy binding protein, using a probe including a nuclear localization signal (NLS). It is about checking whether the family and LIR (LC3-interacting region) motifs are combined.
자가포식(autophagy) 현상은 기아상태 생존, 감염성 세균으로부터의 보호 및 신경붕괴조절과 같은 세포 기능을 하는데 중요한 역할을 하는데, 이는 진화적으로 보존된 과정으로, 이스트에서 포유류에 이르기까지 모든 진핵세포에서 나타난다.Autophagy plays an important role in cellular functions such as hunger survival, protection from infectious bacteria and regulation of neurodecay, which is an evolutionarily conserved process in all eukaryotic cells from yeast to mammals. appear.
지금까지 밝혀진 바에 의하면, 자가포식은 유도단계(induction/nucleation), 세포막 변형단계(membrane elongation/closure) 및 포식단계(vesicle trafficking/maturation/fusion/degradation)의 세 가지 단계로 크게 구분된다고 알려져 있다. 초기에는, 세포질 및 세포 내 기관들은 오토파고좀(autophagosome)이라는 이중막 결합 구조로 퇴화하고, 상기 퇴화된 오토파고좀은 리소좀(lysosome)과 융합하여 오토리소좀(autolysosome)을 형성하며, 상기 오토리소좀에 의해 퇴화된 물질이 가수분해되어 재사용된다. 그러나, 이러한 과정에 내재한 분자적 작용기작은 아직 명확하게 밝혀지지 않았기 때문에 이를 규명하기 위한 연구가 활발히 진행중이다.So far, autophagy is known to be divided into three stages: induction / nucleation, membrane elongation / closure, and vesicle trafficking / maturation / fusion / degradation. Initially, the cytoplasm and intracellular organs degenerate into a double-membrane binding structure called autophagosome, and the degraded autopagosome fuses with lysosomes to form autolysosomes. The degenerated material is hydrolyzed and reused. However, the molecular mechanism of action inherent in this process has not been elucidated yet.
효모, 초파리 등을 대상으로 수행된 다양한 유전학/생화학적 연구를 통하여 세포 내에서 자가포식(autophagy) 현상을 일으키는데 필요한 단백질들이 발굴되었고, 이들의 상관관계를 분석하기 위한 연구가 수행되었다. 이러한 자가 포식에 대한 연구가 근래 다양한 동물모델 및 질병의 유전자 분석 연구를 통하여 자가포식과정이 당뇨, 고혈압등의 대사성 질환, 퇴행성 뇌질환, 감염성 질환, 그리고 암등의 매우 다양한 질환에서 중요한 역할을 하고 있음이 보고됨으로써 그 중요성이 부각되고 있다. 따라서 자가포식(autophagy) 작용에 대한 정보를 수득하는 방법은 새로운 작용점을 타겟으로 하는 질병치료제 개발에 매우 중요한 역할을 할 수 있을 것이다. Through a variety of genetic and biochemical studies conducted in yeast, fruit flies, and the like, proteins needed to cause autophagy in cells have been identified, and studies to analyze their correlations have been conducted. These studies on autophagy have recently played an important role in genetic analysis of various animal models and diseases. The autophagy process plays an important role in various diseases such as diabetes, metabolic diseases such as hypertension, degenerative brain diseases, infectious diseases, and cancer. This report highlights its importance. Therefore, the method of obtaining information on the autophagy action may play a very important role in the development of disease therapeutics targeting new action points.
자가포식체에서 기능을 하는 핵심 단백질로서, LC3/GABARAP 단백질들이 알려져 있다. 효모에서는 ATG8 한 종류가 알려져 있고, 포유류에서는 LC3A, LC3B, LC3C, GABARAP, GABARAP-L1, GABATRAP-L2 6종류가 알려져 있다. 이 단백질들은 평상시에는 세포질에 존재하는데, 자가포식체가 생성이 될 때 지질인 PE가 결합해서 자가포식체 막에 결합한다. 이 후 많은 단백질들이 LC3나 GABARAP 단백질들에 결합해서 자가포식체로 위치해서 기능을 수행하게 된다. LC3나 GABARAP 단백질에 결합하는 단백질들은 LIR(LC3-interacting region) 부위를 갖고 있는데 공통적으로 W/F/Y-X-X-I/L/V 서열을 갖고 있다. 상기 LIR 부위가 LC3나 GABARAP 단백질에 실제 결합성이 잇는지 알아보기 위해 현재는 GST pulldown (in vitro)과 co-immunoprecipitation (in vivo)을 이용하여 확인이 가능하며, 이는 실험이 복잡하고, 검출 효율이 좋지 못한 단점을 가진다. 이와 같은 문제를 개선하기 위하여 본 발명자들은 in-vivo에서 대량으로 자가포식체 결합을 확인할 수 있는 방법에 대한 본 발명을 완성하게 되었다. As key proteins that function in autophagy, LC3 / GABARAP proteins are known. One type of ATG8 is known in yeast, and six types of mammals are known as LC3A, LC3B, LC3C, GABARAP, GABARAP-L1, and GABATRAP-L2. These proteins are usually in the cytoplasm. When the autophagy is produced, the lipid PE binds to the autophagy membrane. Many proteins then bind to LC3 or GABARAP proteins and position themselves as autophages to function. Proteins that bind to LC3 or GABARAP proteins have LIR (LC3-interacting region) sites and commonly have W / F / Y-X-X-I / L / V sequences. To determine whether the LIR site is actually bound to LC3 or GABARAP protein, GST pulldown (in vitro) and co-immunoprecipitation (in vivo) can be confirmed at present. It has a bad disadvantage. In order to improve this problem, the present inventors have completed the present invention for a method capable of confirming autophagy binding in large quantities in in-vivo.
본 발명의 목적은 in vivo에서 직접 자가포식체와 LIR 모티프의 결합성을 확인하기 위하여, 자가포식체 결합 단백질인 LC3/GABARAP 패밀리 단백질에 결합하는 LIR(LC3-interacting region) 모티프 서열; 핵위치신호 서열; 및 리포터 형광 단백질의 유전자를 포함하는 자가포식체 검출용 프로브를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to determine the binding of the autophagy and LIR motifs directly in vivo, LC3-interacting region (LIR) motif sequence that binds to the LC3 / GABARAP family protein autophagy binding protein; Nuclear position signal sequence; And it provides a probe for autophagy detection comprising the gene of the reporter fluorescent protein.
본 발명의 다른 목적은 자가포식체 결합 단백질인 LC3/GABARAP 단백질과 결합성을 가지는 새로운 LIR 모티프를 검출하는 방법으로서, 상기 프로브를 이용하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for detecting a new LIR motif having binding to LC3 / GABARAP protein, which is an autophagy binding protein, using the probe.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 프로브에 결합된 리포터 형광 유전자의 핵 내 발현량 및 세포질에 존재하는 LC3 단백질과 결합된 리포터 형광 유전자의 발현량의 비율을 통하여 자가 포식작용에 대한 정보를 제공하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide information on autophagy through the ratio of the expression level of the reporter fluorescent gene bound to the probe and the expression level of the reporter fluorescent gene bound to the LC3 protein present in the cytoplasm To provide.
상기 본 발명의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 본 발명의 목적은 in vivo에서 직접 자가포식체와 LIR 모티프의 결합성을 확인하기 위하여, 자가포식체 결합 단백질인 LC3/GABARAP 패밀리 단백질에 결합하는 LIR(LC3-interacting region) 모티프 서열; 핵위치신호 서열; 및 리포터 형광 단백질의 유전자를 포함하는 자가포식체 검출용 프로브를 제공한다. In order to solve the above problems of the present invention, an object of the present invention is to bind to the LC3 / GABARAP family protein, which is an autophagy binding protein, in order to confirm the binding of the autophagy and LIR motifs directly in vivo. LIR (LC3-interacting region) motif sequence; Nuclear position signal sequence; And it provides a probe for autophagy detection comprising the gene of the reporter fluorescent protein.
상기 LC3/GABARAP 패밀리 단백질은, 이에 제한되는 것은 아니나 LC3A, LC3B, LC3C, GABARAP, GABARAP-L1 및 GABARAP-L2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상인 것이다. The LC3 / GABARAP family protein is, but is not limited to, one or more selected from the group consisting of LC3A, LC3B, LC3C, GABARAP, GABARAP-L1, and GABARAP-L2.
또한, 상기 LC3/GABARAP 패밀리 단백질에 결합하는 LIR(LC3-interacting region) 모티프는 ATG13, FYCO1, NBR1, Nix/Bnip3L, p62, TP53INP1, TP53INP2/DOR, ULK1, ULK2, Optineurin, FUNDC1, TBC1D5 LIR1, TBC1D5 LIR2, c-Cbl, β-catenin, Dvl2, MAP15K, Bnip3, ATG4B, Tax1bp1/T6BP, Stbd1, NDP52, Calreticulin, Clathrin HC, FIP200 및 TBC1D25로 이루어진 군으로부터 선택되는 LIR 단백질에 포함된 것일 수 있으며, 상기 모티프 내의 특정 서열이 LC3/GABARAP 패밀리 단백질과 결합성을 가지도록 유도한다. 이에 제한되는 것은 아니나, 본 발명의 실시예에서 제작된 프로브는 TP53INP2 또는 Fyco1 단백질의 LIR 모티프 서열을 포함하도록 설계하였다. In addition, the LC3-interacting region (LIR) motifs that bind to the LC3 / GABARAP family protein are ATG13, FYCO1, NBR1, Nix / Bnip3L, p62, TP53INP1, TP53INP2 / DOR, ULK1, ULK2, Optineurin, FUNDC1, TBC1D5 LIR1, TBC1D5 LIR2, c-Cbl, β-catenin, Dvl2, MAP15K, Bnip3, ATG4B, Tax1bp1 / T6BP, Stbd1, NDP52, Calreticulin, Clathrin HC, FIP200 and TBC1D25 may be included in the LIR protein selected from the group Certain sequences in the motifs are induced to have binding to LC3 / GABARAP family proteins. Although not limited thereto, the probes prepared in the examples of the present invention were designed to include the LIR motif sequence of the TP53INP2 or Fyco1 protein.
본 발명의 상기 프로브는, 핵위치신호 서열을 포함한다. “핵 위치 신호”(nuclear localizationsignal, NLS)는 단백질이나 핵산과 같은 특정 물질을 세포 핵 내로 운반하는 역할을 하는 아미노산 서열을 의미하며, 본 발명의 프로브가 핵으로 이동하여 위치할 수 있게 하는 역할을 수행한다. 이에 제한되는 것은 아니나, 본 발명의 일 실시예에서 핵위치 신호는 서열번호 3의 아미노산 서열을 포함하는 것으로서(3xNLS), 도 8의 벡터로부터 유래된 것이다. The probe of the present invention comprises a nuclear position signal sequence. “Nuclear localization signal” (NLS) refers to an amino acid sequence that carries a specific substance, such as a protein or nucleic acid, into the cell nucleus, and serves to allow the probe of the present invention to be moved to and positioned in the nucleus. To perform. Although not limited thereto, in one embodiment of the present invention, the nuclear position signal includes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 (3 × NLS), which is derived from the vector of FIG. 8.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 리포터 단백질의 예로는 녹색 형광 단백질(green fluorescent protein; GFP), 변형된 녹색 형광 단백질(modified green fluorescent protein; mGFP), 증강된 녹색 형광 단백질(enhanced green fluorescent protein; EGFP), 적색 형광 단백질(red fluorescent protein; RFP), 변형된 적색 형광 단백질(modified red fluorescent protein; mRFP) 등이 있으며, 바람직하게는 증강된 녹색 형광 단백질(EGFP) 또는 변형된 적색 형광 단백질(mRFP)이 사용될 수 있다. 본 발명의 프로브에서 상기 리포터 단백질을 포함함으로 인하여 세포를 유지한 상태에서 직접 LC3/GABARAP 패밀리 단백질과 LIR 모티프의 결합 여부를 확인할 수 있다. In one embodiment of the present invention, examples of the reporter protein are green fluorescent protein (GFP), modified green fluorescent protein (mGFP), enhanced green fluorescent protein (enhanced green fluorescent protein). EGFP), red fluorescent protein (RFP), modified red fluorescent protein (mRFP) and the like, preferably enhanced green fluorescent protein (EGFP) or modified red fluorescent protein ( mRFP) can be used. By including the reporter protein in the probe of the present invention, it is possible to confirm whether the LC3 / GABARAP family protein is directly bound to the LIR motif while maintaining the cells.
특히, LIR과 핵위치신호가 결합된 프로브와 세포질에 존재하는 LC3/GABARAP 패밀리 단백질에 각각 결합하는 리포터 단백질은 서로 다른 색을 띄도록 제작할 수 있으며, 이를 통하여 핵 내 위치하는 LC3/GABARAP 패밀리 단백질 및 세포질에 위치하는 LC3/GABARAP 패밀리 단백질의 C/N ratio를 통해 LC3/GABARAP 패밀리 단백질과 결합하는 LIR에 대한 정보를 제공할 수 있다. In particular, the reporter protein binding to the LIR and the nuclear position signal coupled to the LC3 / GABARAP family protein present in the cytoplasm can be produced to have a different color, through which the LC3 / GABARAP family protein located in the nucleus and The C / N ratio of the LC3 / GABARAP family protein located in the cytoplasm can provide information about the LIR binding to the LC3 / GABARAP family protein.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 자가포식체 검출용 프로브는, 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 FYCO1 유전자의 LIR (LC3-interacting region) 부위(“LIR(FYCO1)”) 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 TP53INP2 유전자의 LIR 부위(“LIR(TP53INP2)”); 리포터 단백질로서 mRFP; 및 서열번호-의 3xNLS 가 결합된 구조체일 수 있으며, 본 명세서에서 이에 제한되지는 않으나, 상기 프로브는 LIR(Fy or TP)-mRFP-3xNLS 로 표시될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the autophagy detection probe is a LIR (LC3-interacting region) region (“LIR (FYCO1)” region of the FYCO1 gene consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2). The LIR site of the TP53INP2 gene (“LIR (TP53INP2)”) consisting of the amino acid sequence; MRFP as a reporter protein; And 3xNLS of SEQ ID NO- may be a structure coupled to, but is not limited thereto, the probe may be represented by LIR (Fy or TP) -mRFP-3xNLS.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 프로브는 3xNLS의 영향으로 인하여 핵 내에 위치하며, 세포질 내 에 존재하는 EGFP-LC3/GABARAP과 LIR의 결합력으로 인하여 핵 내로 유입될 수 있고, 그 결과, 세포질과 핵 내에서 관찰되는 리포터 단백질의 비율(C/N ratio)을 계산함으로써, 자가소포체 검출에 사용될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the probe is located in the nucleus due to the effect of 3xNLS, can be introduced into the nucleus due to the binding force of the EGFP-LC3 / GABARAP and LIR present in the cytoplasm, and, as a result, By calculating the ratio of reporter protein observed in the nucleus (C / N ratio), it can be used for autovesicle detection.
또한, 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 검출은 GST pulldown-assay와 같이 in-vitro에서 수행될 수 있고, in-vivo에서도 수행될 수 있다. 기존의 검출 방법은 GST pulldown-assay를 통한 분석이었으나, 이는 in-vivo에서는 수행되기 어려운 단점이 있었다. 그러나, 본 발명의 프로브 및 검출 방법을 이용하면, 세포를 유지한 상태에서도 검출이 가능하므로, in-vivo에서도 자가소포체의 검출이 가능한 장점을 가진다. In addition, the present invention is not limited thereto, but the detection may be performed in-vitro like the GST pulldown-assay or may be performed in-vivo. Conventional detection methods have been analyzed by GST pulldown-assay, but this is difficult to perform in-vivo. However, using the probe and the detection method of the present invention, since the cell can be detected even in the state of holding the cell, it has the advantage of detecting the autoendoplasmic reticulum even in in-vivo.
또한, 본 발명은 상기 프로브 또는 조성물을 이용하되, 상기 리포터 형광 단백질의 세포질/핵의 비율(c/n ratio)을 통해 세포 내 자가포식체의 발현여부를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자식작용에 대한 정보 제공 방법을 제공한다.In addition, the present invention, using the probe or the composition, characterized in that it comprises the step of confirming the expression of autophagy in the cell through the cytoplasm / nucleus ratio (c / n ratio) of the reporter fluorescent protein It provides a way to provide information about child actions.
본 발명은 종래 자가포식체 검출 방법의 문제점을 해결하여 보다 정확하고 간편한 방법으로 자가포식체를 검출할 수 있게 함으로써 자식작용과 관련된 생체 내의 다양한 정보를 수득하여 활용할 수 있게 한다.The present invention solves the problems of the conventional autophagy detection method to enable the detection of autophagy in a more accurate and simple way to obtain and utilize a variety of information in the living body related to the child action.
도 1은 LIR (Fyco1 and TP53INP2)-mRFP-3xNLS와 EGFP-mATG8, 및 이의 돌연변이의 결합을 나타낸 모식도이다. 여기서, ATG8은 포유동물 유래 Atg8 단백질이며, LIR은 LC3-결합부위, NLS는 핵위치 신호(서열)을 의미한다.
도 2는 Fyco1 및 TP53INP2 유래의 LIR 부위가 각각 LC3, GABARAPs와 결합하는 것을 in vitro 에서 확인한 결과를 나타낸 것이다. A, C는 GST pull-down assay분석을 통하여 GFP-표지된 LIR에 대한 결합여부를 확인한 결과이며, 공침된 LIR-GFP 단백질은 웨스턴 블럿에 의해 분석된 것이다. 고정된 GST-융합 단백질은 쿠마시 블루 스테인 겔을 통해 확인하였다. B,D는 상기 A,C의 결과를 수치화한 것이다.
도 3은 세포 내에서 Fyco1 유래의 LIR 및 LIR 돌연변이를 포함하는 프로브와 mATG 돌연변이를 모식화한 것이다.
도 4는 Fyco1 유래의 LIR 및 LIR 돌연변이를 포함하는 프로브와 mATG 돌연변이의 위치를 마우스의 배아섬유아세포에서 확인한 결과이다.
도 5는 상기 도 4의 위치를 형광 표지자의 강도에 따라 C/N ratio로 수치화하여 나타낸 결과이다.
도6은 세포 내에서 TP53INP2 유래의 LIR 및 LIR 돌연변이를 포함하는 프로브와 mATG8 돌연변이를 모식화한 것이다. .
도 7는 TP53INP2 유래의 LIR 및 LIR 돌연변이를 포함하는 프로브와 mATG8 돌연변이의 위치를 마우스의 배아섬유아세포에서 확인한 결과이다.
도 8는 상기 도 4의 위치를 형광 표지자의 강도에 따라 C/N ratio로 수치화하여 나타낸 결과이다.
도 9는 본 발명의 3xNLS가 유래된 벡터의 개열지도를 나타낸 것이다. Figure 1 is a schematic diagram showing the binding of LIR (Fyco1 and TP53INP2) -mRFP-3xNLS and EGFP-mATG8, and mutations thereof. Here, ATG8 is mammalian-derived Atg8 protein, LIR means LC3-binding site, NLS means nuclear position signal (sequence).
Figure 2 shows the results confirmed in vitro that the LIR sites derived from Fyco1 and TP53INP2 and LC3, GABARAPs, respectively. A and C confirm the binding to GFP-labeled LIR by GST pull-down assay. Coprecipitated LIR-GFP protein was analyzed by Western blot. Immobilized GST-fusion protein was confirmed via Coomassie blue stain gel. B and D digitize the results of A and C.
3 is a schematic of mATG mutations and probes containing LIR and LIR mutations derived from Fyco1 in cells.
4 is a result of confirming the position of the probe and mATG mutations including the LIR and LIR mutations derived from Fyco1 in mouse embryonic fibroblasts.
FIG. 5 illustrates the position of FIG. 4 numerically indicated by the C / N ratio according to the intensity of the fluorescent marker. FIG.
Figure 6 is a schematic of mATG8 mutations and probes containing LIR and LIR mutations derived from TP53INP2 in the cell. .
Figure 7 shows the results of confirming the position of the probe and mATG8 mutations including LIR and LIR mutations derived from TP53INP2 in mouse embryonic fibroblasts.
FIG. 8 illustrates the position of FIG. 4 numerically indicated by the C / N ratio according to the intensity of the fluorescent marker. FIG.
Figure 9 shows a cleavage map of the vector derived 3xNLS of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대한 정의는 다음과 같다.Definitions of terms used in the present specification are as follows.
"자가포식(Autophagy)은 라이소좀-의존 방식으로 세포내 구성물질을 변동, 조정하는 과정으로, 결함이 있는 거대 단백질 복합체 및 세포내 소기관을 제거하여, 세포 성장, 생존 및 항상성에 중요한 역할을 한다. 자가포식은 손상된 단백질 및 세포 소기관의 세포내 변동을 통한 세포 항상성의 유지를 위한 중요한데, 그 결과, 자가포식현상이 저하될 경우, 변성단백질(misfolded protein)의 축적이 초래되어 이로 인해 신경변성질환이 발생한다(Komatsu et al., (2006), Nature, 441, 880-884)."Autophagy is the process of altering and regulating intracellular components in a lysosomal-dependent manner, eliminating defective large protein complexes and intracellular organelles, which play an important role in cell growth, survival and homeostasis. Autophagy is important for the maintenance of cellular homeostasis through intracellular fluctuations of damaged proteins and organelles. As a result, autophagy can lead to the accumulation of misfolded proteins resulting in neurodegenerative diseases. Occurs (Komatsu et al., (2006), Nature, 441, 880-884).
"자가포식 관련 질환"이란, 자식작용이 관여하여 유발되거나 또는 악화되는 질환을 의미한다. 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 악성종양, 신경퇴행성 질환, 허혈성 질환, 당뇨병, 폐섬유화증 등이 될 수 있고, 보다 바람직하게는, 유방암, 폐암, 섬유육종, 대장암 등의 악성종양; 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병 등의 신경퇴행성 질환; 협심증, 심근경색 (myocardiac infarction), 심부전(cardiac failure), 허혈성 대장염, 허혈성 급성 신부전증, 급성 허혈성 뇌졸중 등의 허혈성 질환; 제1형 당뇨병, 제2형 당뇨병 등의 당뇨병, 폐섬유화증 등이 될 수 있다.By "autophagy related disease" is meant a disease that is caused or worsened by the involvement of a child. Although not particularly limited thereto, preferably malignant tumors, neurodegenerative diseases, ischemic diseases, diabetes, pulmonary fibrosis, and the like, and more preferably, malignant tumors such as breast cancer, lung cancer, fibrosarcoma, and colon cancer; Neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease and Huntington's disease; Ischemic diseases such as angina pectoris, myocardiac infarction, cardiac failure, ischemic colitis, ischemic acute renal failure, and acute ischemic stroke; Diabetes,
"진단"은 병리 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미한다. 그 중에서도 본 발명은 자가포식 관련 질환에 대한 정보를 제공하는 것에 유용하다. 본 발명에서는 자가포식체 수의 증감 특성은 유용한 지표(진단 마커)로 사용될 수 있다. "Diagnostic" means identifying the presence or characteristic of a pathological condition. In particular, the present invention is useful for providing information on autophagy-related diseases. In the present invention, the increase and decrease characteristics of the autophagy number can be used as a useful indicator (diagnosis marker).
"진단용 마커 또는 프로브(탐침)(diagnosis marker or probe)"란 자가포식체를 다른 세포와 구분하여 진단할 수 있는 물질로, 자가포식 관련 질환이 있는 경우 자가포식체가 증가 또는 감소 양상을 보이는 폴리펩타이드 또는 핵산(예: mRNA 등), 지질 , 당지질, 당단백질, 당(단당류, 이당류, 다당류 등) 등과 같은 유기 생체 분자 등을 포함한다. A "diagnosis marker or probe" is a substance that can diagnose autophagy by distinguishing it from other cells. Polypeptides show an increase or decrease in autophagy in the presence of autophagy-related diseases. Or organic biomolecules such as nucleic acids (eg mRNA), lipids, glycolipids, glycoproteins, sugars (monosaccharides, disaccharides, polysaccharides, etc.) and the like.
"프로브"는 mRNA와 특이적 결합을 이룰 수 있는 짧게는 수개 염기 내지 길게는 수백 개 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미한다. 프로브는 올리고 뉴클레오티드 프로브, 단일가닥 DNA 프로브, 이중가닥 DNA 프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있다. 적당한 프로브의 선택 및 혼성화 조건은 당해분야에 공지된 것을 기초로 변형할 수 있다."Probe" refers to a nucleic acid fragment, such as RNA or DNA, that corresponds to a few bases to hundreds of bases that can achieve specific binding with mRNA. Probes can be made in the form of oligonucleotide probes, single stranded DNA probes, double stranded DNA probes, RNA probes and the like. Selection of suitable probes and hybridization conditions can be modified based on what is known in the art.
"대상" 또는 "환자"는 인간, 소, 개, 기니아 피그, 토끼, 닭, 곤충 등을 포함하여 치료가 요구되는 임의의 단일 개체를 의미한다. 또한, 임의의 질병 임상 소견을 보이지 않는 임상 연구 시험에 참여한 임의의 대상 또는 역학 연구에 참여한 대상 또는 대조군으로 사용된 대상이 대상에 포함된다. "Subject" or "patient" means any single individual in need of treatment, including humans, cattle, dogs, guinea pigs, rabbits, chickens, insects, and the like. Also included are any subjects who participated in clinical research trials showing no disease clinical findings, or subjects who participated in epidemiologic studies or used as controls.
"조직 또는 세포 샘플"은 대상 또는 환자의 조직으로부터 얻은 유사한 세포의 집합체를 의미한다. 조직 또는 세포 샘플의 공급원은 신선한, 동결된 및/또는 보존된 장기 또는 조직 샘플 또는 생검 또는 흡인물로부터의 고형 조직; 혈액 또는 임의의 혈액 구성분; 대상의 임신 또는 발생의 임의의 시점의 세포일 수 있다. 조직 샘플은 또한 1차 또는 배양 세포 또는 세포주일 수 있다. "Tissue or cell sample" means a collection of similar cells obtained from a tissue of a subject or patient. Sources of tissue or cell samples may include solid tissue from fresh, frozen and / or preserved organ or tissue samples or biopsies or aspirates; Blood or any blood component; Cells at any time of pregnancy or development in the subject. Tissue samples may also be primary or cultured cells or cell lines.
"핵산"은 임의의 DNA 또는 RNA, 예를 들어, 조직 샘플에 존재하는 염색체, 미토콘드리아, 바이러스 및/또는 세균 핵산을 포함하는 의미이다. 이중가닥 핵산 분자의 하나 또는 두개 모두의 가닥을 포함하고, 무손상 핵산 분자의 임의의 단편 또는 일부를 포함한다. "Nucleic acid" is meant to include any DNA or RNA, such as chromosomes, mitochondria, viruses and / or bacterial nucleic acids present in tissue samples. One or both strands of a double-stranded nucleic acid molecule and any fragment or portion of an intact nucleic acid molecule.
"유전자"는 단백질 코딩 또는 전사시에 또는 다른 유전자 발현의 조절시에 기능적 역할을 갖는 임의의 핵산 서열 또는 그의 일부를 의미한다. 유전자는 기능적 단백질을 코딩하는 모든 핵산 또는 단백질을 코딩 또는 발현하는 핵산의 일부만으로 이루어질 수 있다. 핵산 서열은 엑손, 인트론, 개시 또는 종료 영역, 프로모터 서열, 다른 조절 서열 또는 유전자에 인접한 특유한 서열 내에 유전자 이상을 포함할 수 있다."Gene" means any nucleic acid sequence or portion thereof that has a functional role in protein coding or transcription or in the regulation of other gene expression. The gene may consist of any nucleic acid encoding a functional protein or only a portion of a nucleic acid encoding or expressing a protein. Nucleic acid sequences can include gene abnormalities in exons, introns, initiation or termination regions, promoter sequences, other regulatory sequences, or unique sequences adjacent to genes.
"단백질"은 또한 기준 단백질과 본질적으로 동일한 생물 활성 또는 기능을 보유하는, 단백질의 단편, 유사체 및 유도체를 포함하는 것이다.A "protein" is also intended to include fragments, analogs and derivatives of a protein that retain essentially the same biological activity or function as the reference protein.
"형질전환, 형질감염 또는 트랜스펙션"은 세포외부 DNA가, 수반물질이 있고 없는 상태로 숙주 세포로 들어가는 과정을 말한다. "트랜스펙션된 세포"란 세포 외부 DNA가 세포 내로 도입되어 세포 외부 DNA를 가지고 있는 세포를 가리킨다. DNA는 세포로 도입되어 핵산이 염색체에 삽입되거나 혹은 염색체 외 물질로 복제될 수 있다. 그리고 외부 DNA 등이 도입된 세포 등을 '형질전환체'라고 한다."Transformation, transfection or transfection" refers to the process by which extracellular DNA enters a host cell in the presence or absence of an accompanying substance. A “transfected cell” refers to a cell in which extracellular DNA is introduced into the cell and has extracellular DNA. DNA can be introduced into cells so that nucleic acids can be inserted into chromosomes or replicated into extrachromosomal material. Cells into which external DNA is introduced are called "transformers."
" 벡터" 라는 용어는 숙주 세포에 삽입되어 숙주 세포 게놈과 재조합되고 이에 삽입되거나, 또는 에피좀으로서 자발적으로 복제하는 컴피턴트 뉴클레오티드 서열을 포함하는 임의의 핵산을 의미한다. 이러한 벡터로는 선형 핵산, 플라스미드, 파지미드, 코스미드, RNA 벡터, 바이러스 벡터 등이 있다. The term "vector" refers to any nucleic acid comprising a competent nucleotide sequence that is inserted into a host cell, recombined with and inserted into the host cell genome, or spontaneously replicates as an episome. Such vectors include linear nucleic acids, plasmids, phagemids, cosmids, RNA vectors, viral vectors and the like.
"표지" 또는 "라벨"는 직접 또는 간접적으로 시약, 예를 들어 핵산 프로브 또는 항체에 컨쥬게이팅 되거나 융합되고 컨쥬게이팅 되거나 융합된 시약의 검출을 용이하게 하는 화합물 또는 조성물을 의미한다. 표지는 그 자체가 검출될 수 있거나 (예를 들어, 방사성 동위원소 표지 또는 형광 표지), 효소 표지의 경우에, 검출가능한 기질 화합물 또는 조성물의 화학적 변형을 촉매 할 수 있다.By "label" or "label" is meant a compound or composition that directly or indirectly facilitates detection of a reagent conjugated to, or fused to, conjugated to, or fused to a reagent, such as a nucleic acid probe or antibody. The label may itself be detected (eg, a radioisotope label or fluorescent label) or, in the case of an enzyme label, may catalyze the chemical modification of the detectable substrate compound or composition.
"약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다."About" means 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4 for reference quantities, levels, values, numbers, frequencies, percentages, dimensions, sizes, quantities, weights, or lengths. , Amount, level, value, number, frequency, percentage, dimension, size, amount, weight or length, varying by about 3, 2 or 1%.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 원소, 또는 단계 또는 원소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 원소, 또는 단계 또는 원소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.Throughout this specification, the terms “comprises” and “comprising”, unless otherwise indicated in the context, include any given step or element, or group of steps or elements, but any other step or element, or step or element It should be understood that this group is not excluded.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated concretely.
본 발명은 자가포식체(autophagosome)를 검출하는 새로운 프로브(probe)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 LC3에 결합할 수 있는 단백질인 LIR 부위 및 핵위치 신호 서열(NLS)을 이용하여 자가포식체를 특이적으로 검출하는 프로브 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a new probe for detecting autophagosomes, and more specifically to autologous phagocytosis using the LIR site and nuclear position signal sequence (NLS), a protein capable of binding to LC3. Specific detection probes and uses thereof.
자가포식현상은 리소좀(lysosome)을 통해 세포구성물이 제거되는 과정으로 생리적으로 자가포식은 세포소기관과 단백질을 생성/분해하는데 균형을 잡는 역할을 한다. 자가포식은 질병이 발생하는 과정을 매개하고, 세포내 신호전달과 단백질 손상 과정에서 일어나는 활성산소족과 활성질소족(ROS/RNS)의 정보교환(crosstalk)에 관여하는 것으로 밝혀지고 있다.Autophagy is a process in which cellular constructs are removed through lysosomes. Physiologically, autophagy plays a role in balancing organelles and proteins. Autophagy has been shown to mediate the development of disease and to be involved in the crosstalk of free radicals and free radicals (ROS / RNS) that occur during intracellular signaling and protein damage.
자가포식은 기질이 어떻게 리소좀에 이르는지에 따라 세 가지로 분류된다: (i) 대자가포식(macroautophagy) - 일반적으로 일컫는 자가포식을 대자가포식이라 한다. 자가포식소체(autophagosome)를 형성하는 방법이다. (ii) 소자가포식 - 리소좀이 직접 세포 구성물을 둘러싸고 소화한다. (iii) 샤페론 매개 자가포식 - 샤페론이 결합한 단백질 복합체는 LAMP-2A수용체에 결합해 표적 단백질을 리소좀에 데려가 분해한다Autophagy is classified into three categories depending on how the substrate reaches lysosomes: (i) Macroautophagy-Commonly referred to as autophagy is called autophagy. It is a method of forming autophagosomes. (ii) Desporation-Lysosomes directly surround and digest cellular constructs. (iii) Chaperone-mediated autophagy-chaperone-bound protein complexes bind to LAMP-2A receptors, bringing target proteins to lysosomes for degradation
포유류 세포에서, 영양분이 감소하면 TOR(target of rapamy-cin)가 억제되어 atg13이 탈인산화(dephosphorylated)된다. 탈인산화된 atg13은 atg1 상동단백질(homologue)과 결합하여 활성화한다. 활성화된 atg1은 FIP200과 유도결합(recruit)한다. 이 단백질 복합체는 분리막을 연장하여 자가포식체( autophagosome) 구조가 완성되도록 유도한다. In mammalian cells, decreased nutrients inhibit the target of rapamy-cin (TOR), which results in dephosphorylated atg13. Dephosphorylated atg13 binds to and activates atg1 homologue. Activated atg1 recruits to FIP200. This protein complex extends the membrane to induce the completion of the autophagosome structure.
자가포식체 구조를 이루기 위해서는 beclin-1-class III PI3K 복합체가 필요하고, LC3(light chain 3)-II가 자가포식체의 막에 삽입되어야 한다. LC3는 유비퀴틴(ubiquitin)과 유사한 단백질이며 LC3는 해독후변형(post translational modifications)되어 LC3-II가 된다. LC3는 Atg4에 잘려나가 LC3-I이 된 후 C말단에 글라이신(Glycine) 잔기를 노출시킨다. 이후 LC3-I과 PE(phosphatydilethanolamine) 가 결합하여 LC3-II가 된다. 이 과정은 자가포식체가 확장하는 것에 필수적이다In order to achieve autophagy structure, beclin-1-class III PI3K complex is required and LC3 (light chain 3) -II must be inserted into the membrane of autophagy. LC3 is a protein similar to ubiquitin and LC3 is post translational modifications to LC3-II. LC3 is truncated by Atg4 to LC3-I and exposes glycine residues at the C terminus. After LC3-I and PE (phosphatydilethanolamine) is combined to form LC3-II. This process is essential for autophagy expansion
자가포식의 전형적인 특징은 자가포식을 유도하는 신호, 표적, 그리고 세포의 유형에 따라 다양한 크기(0.5 - 1.5 um)를 가지는 자가포식체의 형성이다. 효모를 이용한 유전적 스크린을 통하여 자가포식체 형성의 여러 가지 과정을 조절하는 35개 이상의 자가포식에 관련된(autophagy-related, Atg) 유전자들이 발견되었다.A typical feature of autophagy is the formation of autophagosomes of varying sizes (0.5-1.5 um) depending on the signal, target, and cell type inducing autophagy. Yeast genetic screens have discovered more than 35 autophagy-related (Atg) genes that regulate the various processes of autophagy formation.
그러므로 형성된 자가포식체를 검출함으로써 자가포식 관련 질환에 대한 다양한 정보를 수득할 수 있고, 본 발명은 이러한 자가포식체 검출용 프로브에 관한 것이다. Therefore, it is possible to obtain various information on autophagy-related diseases by detecting the formed autophagy, and the present invention relates to a probe for detecting such autophagy.
자가포식작용이 실제로 일어나고 있는지 확인하기 위해서 성숙하고 있는 각단계의 자가포식체를 전자현미경으로 관찰하는 것이 가장 전통적인 방법이다. 또 다른 방법으로 수명이 긴 단백질의 분해 속도를 파동추적(PULSE-CHASE) 방법으로 측정하는 것이 일반적이면서도 보조적이다. LC3에 기반한 방법도 자가포식을 측정하는 데에 널리 이용되고 있어왔다. LC3는 PE와 결합하여 LC3-II로 변환된다. LC3-I과 II는 전기영동에서 이동성의 차이로 구분할 수 있다. 자가포식체가 형성될 때 LC3-II가 자가포식체막에 삽입되는 것이 일관되게 일어나는 중요한 단계이며 LC3의 양은 세포 내 자가포식체의 상대적인 양을 반영한다. LC3-II 단백질은 자가포식체와 결합하면 세포면역염색법으로 관찰할 때 소낭과 같은 작은 점으로 보이게 된다.To determine if autophagy is actually taking place, the most traditional method is to observe the autophagy at each stage of maturity with an electron microscope. Another method is to measure the rate of degradation of long-lived proteins using the PULSE-CHASE method. Methods based on LC3 have also been widely used to measure autophagy. LC3 is converted to LC3-II in combination with PE. LC3-I and II can be distinguished by differences in mobility in electrophoresis. The incorporation of LC3-II into the autophagy membranes consistently occurs when autophages are formed and the amount of LC3 reflects the relative amount of intracellular autophages. When combined with autophagy, LC3-II proteins appear as tiny dots, like vesicles, when observed by cell immunostaining.
기존에는 자가포식체 형성에 직접적으로 관여하는 LC3에 GFP 또는 RFP를 붙인 RFP/GFP-LC3가 일반적으로 자가포식체를 표지하기 위해 사용되었다. 이는 RFP가 산성조건에 저항성이 있는 반면 GFP는 산성에서 약해지는 원리를 이용한다. GFP와 RFP가 연속으로 결합된 LC3은 리소좀과 결합하지 않은 자가포식체에서 GFP와 RFP 빛을 동시에 내지만, 자가포식체(autolysosome)가 성숙하면 RFP만 발산하게 된다.In the past, RFP / GFP-LC3 with GFP or RFP attached to LC3 directly involved in autophagy was generally used to label autophagy. This uses the principle that RFP is resistant to acidic conditions while GFP is weakened in acidic conditions. LC3, which is a combination of GFP and RFP, emits GFP and RFP light simultaneously in lysosomal non-lysosomal autophagy, but only when RFC is matured.
그러나, LC3 자체가 자가포식체 형성에 직접관여하기 때문에, LC3 과발현에 의한 다양한 부작용은 피할 수가 없었다. However, since LC3 itself is directly involved in autophagy formation, various side effects due to LC3 overexpression were inevitable.
또한 위와 같은 방법은 in-vitro에서만 수행될 수 있는 방법이어서, 실제 자가포식체를 이용한 질병의 진단이나 검출 등에 활용되기에 번거로운 문제점도 있었다. In addition, the above method is a method that can be performed only in-vitro, and there is a problem that it is cumbersome to be used for diagnosis or detection of disease using autophagy.
본 발명은 이러한 문제를 해결할 수 있는, 특정 단백질의 LIR(LC3-interacting region) 부위와 핵 위치 신호(NLS) 서열을 포함하는, 새로운 자가포식소체 검출용 프로브 및 이의 이용에 관한 것이다. The present invention relates to novel autophagosome detection probes and their use, including LC3-interacting region (LIR) sites and nuclear position signal (NLS) sequences of certain proteins, which can solve these problems.
상기 핵 위치화 신호(NLS) 펩타이드는 NLS 기능과 관련된 서열을 최소 서열로 포함하며 다른 서열을 추가적으로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 “핵 위치화 신호(nuclear localizationsignal, NLS)"는 단백질이나 핵산과 같은 특정 물질을 세포 핵 내로 운반하는 역할을 하는 아미노산 서열을 의미한다. 본 발명의 펩타이드는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 의해 제조될 수 있다.The nuclear localization signal (NLS) peptide includes a sequence related to the NLS function as a minimum sequence and may further include other sequences. As used herein, the term “nuclear localizationsignal” refers to an amino acid sequence that serves to transport a specific substance, such as a protein or nucleic acid, into the cell nucleus. It may be prepared by a method commonly used in the art.
본 발명의 일 실시예에서 상기 핵 위치화 신호(NLS) 펩타이드는 인간 세포로부터 유래된 것일 수 있으며, 보다 구체적으로는 서열번호 3의 펩타이드 서열을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the nuclear localization signal (NLS) peptide may be derived from a human cell, and more specifically, may include the peptide sequence of SEQ ID NO.
일 양태로서 본 발명은 자가포식소체 검출용 프로브에 관한 것이다. 상기 프로브 구조체는 세포 내 자가포식소체 수준을 확인하여 자식작용에 대한 다양한 정보 제공을 위해 사용될 수 있다.In one aspect, the present invention relates to a probe for autophagosome detection. The probe construct can be used to identify intracellular phagocytosis levels and provide a variety of information about the progeny.
본 발명의 프로브는 일 구체예로서, TP53INP2 (Tumor Protein P53 Inducible Nuclear Protein 2) 또는 FYCO1(FYVE And Coiled-Coil Domain Containing 1) 유전자의 LIR(LC3-interacting region) 부위; 3xNLS 펩타이드; 및 리포터 형광 단백질을 함유하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, a probe of the present invention may include a LC3-interacting region (LIR) region of a Tumor Protein P53 Inducible Nuclear Protein 2 (TP53INP2) or FYVE1 (FYVE And Coiled-Coil Domain Containing 1) gene; 3 × NLS Peptides; And reporter fluorescent protein.
상기 TP53INP2 및 FYCO1 펩타이드 서열은 동물 유래, 바람직하게는 인간의 공지된 유전자 서열정보로부터 발현된 아미노산 서열로부터 얻을 수 있으며, 상기 NLS 펩타이드는 인간세포로부터 유래된 것일 수 있다. 상기 유전자 또는 단백질들은 야생형(wild type) 뿐만 아니라 이의 결실, 삽입, 비보전적 또는 보전적 치환 또는 이들의 조합에 의한 변이체를 포함한다. The TP53INP2 and FYCO1 peptide sequences may be obtained from an amino acid sequence expressed from an animal, preferably human known gene sequence information, and the NLS peptide may be derived from human cells. Such genes or proteins include variants by wild type as well as deletions, insertions, non-conservative or conservative substitutions or combinations thereof.
상기 단백질 등을 코딩하는 유전자는 당업계에 공지된 염기서열을 참조하여 이의 말단 부분에 상보적인 올리고뉴클레오타이를 삭제한 후 이를 프라이머로 하고 특정한 세포의 지노믹 DNA나 cDNA를 주형으로 하여 PCR을 수행함으로써 수득할 수 있다. The gene encoding the protein, etc., by referring to the nucleotide sequence known in the art, deletes the oligonucleotide complementary to its terminal portion, and then uses the primer as a primer and genomic DNA or cDNA of a specific cell as a template. It can be obtained by performing.
본 발명은 상기 단백질과 기능적 동등물인 경우를 모두 포함한다. '기능적 동등물'이란 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과, 원래 아미노산 서열과 적어도 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90%이상, 더 더욱 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로, 실질적으로 동질의 생리활성을 나타내는 단백질을 말한다. '실질적으로 동질의 생리활성'이란 자식작용 메커니즘에 관여하는 각 단백질들의 활성을 의미한다.The present invention includes both functional equivalents of the proteins. "Functional equivalent" means at least 70%, preferably at least 80%, more preferably at least 90%, even more preferably at least 95% sequence with the original amino acid sequence as a result of the addition, substitution, or deletion of the amino acid It has the same identity and refers to the protein which shows substantially homogeneous physiological activity. 'Substantially homogeneous physiological activity' refers to the activity of each protein involved in the mechanism of child interaction.
기능적인 LIR들은 다양한 단백질들에서 발견된다. 그 중 몇몇은 자가포식 수용체인 반면 다른 단백질들은 자가포식의 기질이기도 하다. 중요한 것은 Rab guanosine triphosphatase (GTPase)-활성화 단백질(GTPase-activating proteins, GAPs), Atg3, Atg4B, 그리고 Atg1/ULK1 복합체의 요소들과 같이 점점 더 많은 자가포식 조절 단백질들이 Atg8/LC3/GABARAP와 상호작용하는 것으로 밝혀지고 있다.Functional LIRs are found in various proteins. Some of them are autophagy receptors, while others are substrates of autophagy. Importantly, more and more autophagy regulatory proteins interact with Atg8 / LC3 / GABARAP, such as Rab guanosine triphosphatase (GTPase) -activating proteins (GAPs), Atg3, Atg4B, and elements of the Atg1 / ULK1 complex. It turns out to be.
본 발명의 일 구체예에서는 다양한 LIR 모티프 중에서, 특히, TP53INP2 유전자의 LIR(LC3-interacting region) 부위를, 핵 위치 신호 서열인 3xNLS와 결합함으로써 더욱 간편하게 LC3-양성의 자가포식소체(autophagosomes)활성을 확인할 수 있다. In one embodiment of the present invention, LC3-positive autophagosomes activity is more easily achieved by combining LC3-interacting region (LIR) regions of the TP53INP2 gene with 3xNLS, a nuclear position signal sequence, among various LIR motifs. You can check it.
상기 LIR(LC3-interacting region) 부위는 예를 들어, TP53INP2 유전자 또는 FYCO1 유전자로부터 유래된 염기서열에 의해 발현되는 것으로서, 서열번호 1 또는 서열번호 2로 이루어진 아미노산 서열을 갖는 것일 수 있다. 특히, 상기 TP53INP2 의 LIR(LC3-interacting region) 부위는 트립토판-류신-이소류신-이소류신(Trp-Leu-Ile-Ile; WLII)을 포함할 수 있으며, 상기 FYCO1의 LIR 부위는 페닐알라닌-아스파틱산-이소류신-이소류신(Phe-Asp-Ile-Ile; FDII)을 포함할 수 있다. 상기 아미노산 서열은 야생형(wild type)을 포함하여, 결실, 삽입, 비보전적 또는 보전적 치환 또는 이들의 조합에 의한 변이체를 포함한다.The LIR (LC3-interacting region) region, for example, is expressed by a nucleotide sequence derived from the TP53INP2 gene or FYCO1 gene, it may have an amino acid sequence consisting of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. In particular, the LC3-interacting region (LIR) region of TP53INP2 may include tryptophan-leucine-isoleucine-isoleucine (Trp-Leu-Ile-Ile; WLII), and the LIR region of FYCO1 is phenylalanine-aspartic acid-isoleucine. -Isoleucine (Phe-Asp-Ile-Ile; FDII). The amino acid sequence includes a wild type, and includes variants by deletion, insertion, non-conservative or conservative substitution, or a combination thereof.
또한, 본 발명은 자가포식소체의 세포 내 수준을 검출하기 위해서 리포터 유전자로서 형광 단백질을 융합시켜 발현시킬 수 있다. 상기 리포터 형광 단백질 유전자는 그 업스트림(upstream)의 프로모터 활성에 따라 유전자가 발현되어 세포 내에서 그 발현 여부를 확인할 수 있다. 리포터 형광 단백질의 예로는 녹색 형광 단백질(GFP), 변형된 녹색 형광 단백질(modified green fluorescent protein), 증강된 녹색 형광 단백질(enhanced green fluorescent protein; EGFP), 적색 형광 단백질(RFP), 변형된 적색 형광 단백질(mRFP), 청색 형광 단백질(BFP), 증강된 청색 형광 단백질(EBFP), 황색 형광 단백질(YFP), 증강된 황색 형광 단백질(EYFP), 남색 형광 단백질(CFP), 및 증강된 남색 형광 단백질(ECFP) 및 레닐라 루시퍼라제(Renila luciferase), 적색 형광 단백질(DsRed) 등을 포함하나 상기 예에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 녹색 형광 단백질(GFP), 변형된 녹색 형광 단백질(modified green fluorescent protein), 증강된 녹색 형광 단백질(enhanced green fluorescent protein; EGFP), 적색 형광 단백질(RFP), 변형된 적색 형광 단백질(mRFP)을, 가장 바람직하게는 증강된 녹색 형광 단백질(EGFP) 및 변형된 적색 형광 단백질(mRFP)을 리포터 단백질로서 사용한다. In addition, the present invention can be expressed by fusing fluorescent proteins as reporter genes to detect intracellular levels of autophagosomes. The reporter fluorescent protein gene may be expressed in accordance with the promoter activity of the upstream (upstream) of the gene can be confirmed whether the expression in the cell. Examples of reporter fluorescent proteins include green fluorescent protein (GFP), modified green fluorescent protein, enhanced green fluorescent protein (EGFP), red fluorescent protein (RFP), modified red fluorescence Protein (mRFP), blue fluorescent protein (BFP), enhanced blue fluorescent protein (EBFP), yellow fluorescent protein (YFP), enhanced yellow fluorescent protein (EYFP), indigo fluorescent protein (CFP), and enhanced indigo fluorescent protein (ECFP) and Renila luciferase, red fluorescent protein (DsRed), and the like, but are not limited to the examples above. Preferably, green fluorescent protein (GFP), modified green fluorescent protein, enhanced green fluorescent protein (EGFP), red fluorescent protein (RFP), modified red fluorescent protein (mRFP) ), Most preferably enhanced green fluorescent protein (EGFP) and modified red fluorescent protein (mRFP) are used as reporter proteins.
다른 관점에서, 본 발명은 상기 자가포식소체 검출용 프로브를 함유하는, 자식작용에 대한 정보 제공을 위한 자가포식소체 검출용 재조합 벡터에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a recombinant vector for detecting autophagosomes for providing information on child action, containing the probe for detecting autophagosomes.
상기 벡터는 예를 들어, 상기 프로브에 함유되어 있는 유전자 각각을 포함할 수도 있고 이들이 융합된 재조합 단백질을 코딩하는 서열을 포함할 수도 있다. The vector may include, for example, each of the genes contained in the probe or may include a sequence encoding a recombinant protein to which they are fused.
상기 "벡터"란 적당한 숙주세포에서 목적 단백질을 발현할 수 있는 발현 벡터로서, 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물을 말한다. 벡터는 플라스미드, 파지 입자 또는 간단하게 잠재적 게놈 삽입물일 수 있다. 적당한 숙주로 형질전환되면, 벡터는 숙주 게놈과 무관하게 복제하고 기능할 수 있거나, 또는 일부 경우에 게놈 그 자체에 통합될 수 있다. 플라스미드가 현재 벡터의 가장 통상적으로 사용되는 형태이므로, 본 발명의 명세서에서 "플라스미드(plasmid)" 및 "벡터(vector)"는 때로 상호 교환적으로 사용된다. 플라스미드 벡터는 (a) 숙주세포당 수백 개의 플라스미드 벡터를 포함하도록 복제가 효율적으로 이루어지도록 하는 복제 개시점, (b) 플라스미드 벡터로 형질전환된 숙주세포가 선발될 수 있도록 하는 항생제 내성 유전자 및 (c)외래 DNA 절편이 삽입될 수 있는 제한효소 절단부위를 포함하는 구조를 지니고 있다. 적절한 제한효소 절단부위가 존재하지 않을지라도, 통상의 방법에 따른 합성 올리고뉴클레오타이드 어댑터 (oligonucleotide adaptor) 또는 링커 (linker)를 사용하면 벡터와 외래 DNA를 용이하게 라이게이션 (ligation)할 수 있다. The "vector" refers to a gene construct which is an expression vector capable of expressing a protein of interest in a suitable host cell, and which contains essential regulatory elements operably linked to express the gene insert. Vectors can be plasmids, phage particles or simply potential genomic inserts. Once transformed into the appropriate host, the vector can replicate and function independently of the host genome, or in some cases can be integrated into the genome itself. Since plasmids are the most commonly used form of current vectors, "plasmid" and "vector" are sometimes used interchangeably in the context of the present invention. Plasmid vectors include (a) an initiation point for replication to efficiently replicate hundreds of plasmid vectors per host cell, (b) antibiotic resistance genes to allow selection of host cells transformed with the plasmid vector, and (c It has a structure that includes restriction enzyme cleavage site where foreign DNA fragments can be inserted. Although no suitable restriction enzyme cleavage site is present, the use of synthetic oligonucleotide adapters or linkers according to conventional methods can facilitate ligation of the vector and foreign DNA.
상기 "작동 가능하게 연결된"이란, 본 발명의 프로모터 서열의 다운스트림에 유전자가 연결될 때, 해당 유전자의 발현이 가능한 형태로 연결되는 것을 의미하며, 상기 목적을 달성하기 위하여 임의의 서열이 추가로 포함될 수 있다. 상기 임의의 서열을 예로 들면, 오퍼레이터(operator) 서열, 인프레임(in frame)을 위한 서열 등이 있으며, 또한 본 발명의 유전자 이외에 인핸서 (enhancer)와 같은 시스 요소 (cis element), 스플라이싱 시그널 (splicing signal), 폴리 A 추가 시그널 (poly A addition signal), 선택 마커 (selection marker), 라이보좀 결합 서열 (ribosome binding sequence, SD sequence) 등을 추가로 포함할 수 있다. 선택 마커의 예로, 클로람페니콜 저항 유전자, 암피실린 저항 유전자, 디하이드로폴레이트 환원효소(dihydrofolate reductase), 네오마이신 저항 유전자 등이 사용될 수 있으나, 상기 예들에 의해 작동 가능하도록 연결되기 위한 추가적 구성요소가 제한되는 것은 아니다.The "operably linked" means that when the gene is linked downstream of the promoter sequence of the present invention, it is linked in a form capable of expression of the gene, and further include any sequence to achieve the above object. Can be. Examples of the arbitrary sequences include an operator sequence, a sequence for in frame, and the like, as well as a cis element such as an enhancer and a splicing signal in addition to the gene of the present invention. (splicing signal), poly A addition signal (poly A addition signal), a selection marker (selection marker), a ribosome binding sequence (ribosome binding sequence, SD sequence) and the like may be further included. As an example of a selection marker, chloramphenicol resistance gene, ampicillin resistance gene, dihydrofolate reductase, neomycin resistance gene, etc. may be used, but additional components for operably linked by the above examples are limited. It is not.
다른 관점에서, 본 발명은 상기 프로브 또는 상기 벡터를 포함하는, 자가포식소체 검출 및 자식작용에 대한 정보 제공을 위한 자가포식소체 검출용 조성물에 관한 것이다. In another aspect, the present invention relates to a composition for autophagosome detection, including the probe or the vector, for autophagosome detection and providing information on child activity.
본 발명의 일시시예에 있어서, 상기 검출은 리포터 형광 단백질의 발현 수준을 측정하는 방법으로 수행될 수 있다. 상기 '발현 수준 측정'이란, mRNA 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 것을 모두 포함한다. mRNA 발현수준 측정을 위한 분석 방법으로는 역전사중합효소반응(RT-PCR), 경쟁적 역전사 중합효소반응(Competitive RT-PCR), 실시간 역전사 중합효소반응(Realtime RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA; RNase protection assay), 노던 블랏팅(Northern blotting), DNA 칩 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present invention, the detection may be performed by measuring the expression level of the reporter fluorescent protein. The expression level measurement includes all of the mRNA or protein expression levels thereof. Analytical methods for measuring mRNA expression levels include reverse transcriptase (RT-PCR), competitive reverse transcriptase (RT) PCR, real time reverse transcriptase (Realtime RT-PCR), and RNase protection assay (RPA; RNase protection assay, Northern blotting, DNA chip, and the like, but are not limited thereto.
이 때, 사용되는 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응(즉, DNA 중합효소 또는 역전사효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재하에서 DNA 합성이 개시할 수 있다. 본 발명의 프라이머는, 각 마커 유전자 특이적인 프라이머로 7개 내지 50개의 뉴클레오타이드 서열을 가진 센스 및 안티센스 핵산이다. 프라이머는 DNA 합성의 개시점으로 작용하는 프라이머의 기본 성질을 변화시키지 않는 추가의 특징을 혼입할 수 있다. 상기 프라이머는 기타 널리 공지된 방법을 사용하여 화학적으로 합성할 수 있고, 당해 분야에 공지된 많은 수단을 이용하여 변형시킬 수 있다. At this time, the primers used may initiate DNA synthesis in the presence of reagents for polymerization (ie, DNA polymerase or reverse transcriptase) and four different nucleoside triphosphates in appropriate buffers and temperatures. The primers of the present invention are sense and antisense nucleic acids having 7 to 50 nucleotide sequences as primers specific for each marker gene. Primers can incorporate additional features that do not change the basic properties of the primers that serve as a starting point for DNA synthesis. The primers can be chemically synthesized using other well known methods and can be modified using many means known in the art.
상기 단백질 발현수준 측정은 상기 유전자의 단백질에 대하여 특이적으로 결합하는 항체를 이용하여 단백질의 양을 확인할 수 있다. "항체"란 항원성 부위에 대해서 지시되는 특이적인 단백질 분자를 의미한다. 다클론 항체, 단클론 항체 및 재조합 항체를 모두 포함한다. 이를 위한 분석 방법으로는 웨스턴 블랏, 엘라이자(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA), 방사선면역분석(RIA: Radioimmunoassay), 방사 면역 확산법(radioimmunodiffusion), 오우크테로니(Ouchterlony) 면역확산법, 로케트(rocket) 면역전기영동, 조직면역 염색, 면역침전 분석법(Immunoprecipitation Assay), 보체 고정 분석법(Complement Fixation Assay), 유세포분석(Fluorescence Activated Cell Sorter, FACS), 단백질 칩(protein chip) 등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. The protein expression level can be determined by using an antibody that specifically binds to the protein of the gene. "Antibody" means a specific protein molecule directed against an antigenic site. Polyclonal antibodies, monoclonal antibodies and recombinant antibodies. Analytical methods for this purpose include Western blot, enzyme linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay (RIA), radioimmunodiffusion, Ouchterlony immunodiffusion, and rockets. Immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, immunoprecipitation assay, complement fixation assay, fluorescence activated cell sorter (FACS), protein chip, etc. .
또한, 본 발명은 다른 측면에서 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 세포를 제공한다. 상기 형질 전환 방법은 당업계에 공지된 방법, 예를 들어 이에 한정되지는 않으나, 열 충격 방법(heat shock method), 칼슘 포스페이트 침전법, 전기 천공법(electroporation), 유전자 총(gene gun), 실리콘 탄화물 위스터(silicon carbide whiskers), 초음파 처리(sonication), 및 PEG(polyethylenglycol)를 이용한 침전법, 자연 도입 방법 등이 있으나, 상기 예에 의해 본 발명의 벡터를 도입하는 방법이 제한되는 것은 아니다.In another aspect, the present invention provides a cell transformed with the recombinant vector. The transformation method is a method known in the art, such as, but not limited to, heat shock method (heat shock method, calcium phosphate precipitation method, electroporation, gene gun, silicone Although there are carbide carbide whiskers, sonication, and precipitation using polyethylene (polyethylenglycol), a natural introduction method, etc., the method of introducing the vector of the present invention is not limited by the above examples.
또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 대상 세포를 형질 전환하는 단계; 및 상기 형질 전환체의 리포터 형광 단백질의 C/N ratio를 정량하는 단계를 포함하는 자가포식소체 수준을 확인함으로써 자식작용에 대한 정보를 제공하는 방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of transforming the target cell with the recombinant vector; And it provides a method for providing information on the child action by identifying the autophagosome level comprising the step of quantifying the C / N ratio of the reporter fluorescent protein of the transformant.
상기 C/N ratio는, 다음과 같은 의미를 가진다. 자가포식소체의 수준에 따라 발현되는 리포터 형광 단백질의 양이 결정되며, 세포 내 자가포식소체의 수준이 높을수록 발현되는 리포터 형광 단백질의 양이 많아진다. 특히 본 발명에서는 상기 자가포식소체 관련 단백질인 LC3/GABARAP 에 돌연변이를 일으켜 자가포식작용에 관여하지 않고, 세포질 내에 존재하도록 하였으며, 상기 LC3/GABARAP과 핵 내에 위치하고 있는 프로브의 LIR 부위가 서로 결합하여, LC3/GABARAP를 핵 안으로의 유입되도록 하였다. 세포질과 핵에서 확인되는 LC3/GABARAP의 형광표지자의 비율을 다양한 방식으로 측정하여 자식작용과 관련된 다양한 정보를 수득할 수 있는 것이다.The C / N ratio has the following meaning. The amount of reporter fluorescent protein expressed depends on the level of autophagosome, and the higher the level of autophagosome in the cell, the greater the amount of reporter fluorescent protein expressed. In particular, in the present invention, the autophagy-associated protein LC3 / GABARAP is mutated so that it does not participate in autophagy, but exists in the cytoplasm, and the LC3 / GABARAP and the LIR sites of the probe located in the nucleus bind to each other. LC3 / GABARAP was allowed to enter the nucleus. By measuring the ratio of fluorescent markers of LC3 / GABARAP identified in the cytoplasm and nucleus in various ways, various information related to the progeny can be obtained.
본 발명의 일 구체예에 있어서 형질감염(형질전환)에 이용되는 세포주는 바람직하게는 동물 세포, 보다 바람직하게는 포유동물 세포주인 것이 바람직하다. 본 발명에서 이용될 수 있는 배지는 동물세포의 배양에 통상적으로 이용되는 어떠한 배지도 가능하며, 예를 들어, Eagles's MEM (Eagle's minimum essential medium, Eagle, H. Science 130:432(1959)), α-MEM (Stanner, C.P. et al., Nat. New Biol. 230:52(1971)), Iscove's MEM (Iscove, N.et al., J. Exp. Med. 147:923(1978)), 199 배지 (Morgan et al., Proc. Soc. Exp. Bio. Med., 73:1(1950)), CMRL 1066, RPMI 1640 (Moore et al., J. Amer. Med. Assoc. 199:519(1967)), F12 (Ham, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 53:288(1965)), F10 (Ham, R.G. Exp. Cell Res. 29:515(1963)), DMEM (Dulbecco's modification of Eagle's medium, Dulbecco, R. et al., Virology 8:396(1959)), DMEM과 F12의 혼합물 (Barnes, D. et al., Anal. Biochem. 102:255(1980)), Way-mouth's MB752/1 (Waymouth, C. J. Natl. Cancer Inst. 22:1003(1959)), McCoy's 5A (McCoy, T.A., et al., Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 100:115(1959)) 및 MCDB 시리즈 (Ham, R.G. et al., In Vitro 14:11(1978)) 등이 이용될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the cell line used for transfection (transformation) is preferably an animal cell, more preferably a mammalian cell line. The medium that can be used in the present invention may be any medium conventionally used for culturing animal cells, for example, Eagles' MEM (Eagle's minimum essential medium, Eagle, H. Science 130: 432 (1959)), α -MEM (Stanner, CP et al., Nat. New Biol. 230: 52 (1971)), Iscove's MEM (Iscove, N. et al., J. Exp. Med. 147: 923 (1978)), 199 medium (Morgan et al., Proc. Soc. Exp. Bio. Med., 73: 1 (1950)), CMRL 1066, RPMI 1640 (Moore et al., J. Amer. Med. Assoc. 199: 519 (1967) ), F12 (Ham, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 53: 288 (1965)), F10 (Ham, RG Exp. Cell Res. 29: 515 (1963)), DMEM (Dulbecco's modification of Eagle's medium, Dulbecco , R. et al., Virology 8: 396 (1959)), mixtures of DMEM and F12 (Barnes, D. et al., Anal. Biochem. 102: 255 (1980)), Way-mouth's MB752 / 1 (Waymouth , CJ Natl. Cancer Inst. 22: 1003 (1959)), McCoy's 5A (McCoy, TA, et al., Proc. Soc.Exp. Biol. Med. 100: 115 (1959)) and the MCDB series (Ham, RG et al., In Vitro 14:11 (1978)) and the like.
본 발명에서는, 상기 형질감염된 세포주에서 형광 단백질의 세포질 및 핵내 발현 비율(C/N ratio)을 비교하여 자식작용 관련 자가포식소체 수준을 확인할 수 있고 이를 비교 분석하여 비율이 낮은 것으로 측정되면 자식작용이 많은 것으로 판별한다.In the present invention, by comparing the cytoplasmic and nuclear expression ratios (C / N ratio) of the fluorescent protein in the transfected cell line can determine the level of autophagosomes related to associative phagocytosis, when the ratio is determined to be low, the progeny is measured We judge by many.
상기와 같이 본 발명의 자가포식소체 프로브를 이용할 경우 자가포식소체 검출을 효과적으로 할 수 있으므로, 본 발명은 자가포식 작용 관련 질환에 대한 정보를 제공하는데 이용될 수 있다. As described above, when the autophagosome probe of the present invention is used, autophagosome detection can be effectively performed, and thus the present invention can be used to provide information on autophagy-related diseases.
최근에는 신경변성질환인 알츠하이머병과 파킨슨병, 헌팅턴병 그리고 암, 당뇨병, 염증반응 등과 같은 다양한 질병과 병리학적 현상에서 자가포식의 중요한 역할이 밝혀지고 있다. 자식작용은 특정 신경변성질환에서 세포보호능을 통해 신경세포의 세포사멸을 억제하는 것으로 알려져 있다. 단백질 응집체의 축적은 정상적인 신경세포의 기능을 방해하며 세포독성을 나타낸다. 자식작용은 신경변성질환에서 나타날 수 있는 다음과 같은 비정상적 단백질의 분해와 연관성을 나타낸다. 헌팅턴병을 일으키는 헌팅턴 단백질(huntington, Htt) 내의 글루타민 다량체의 확장, 그리고 파킨슨병을 유도하는 α-synuclein, 전측두엽치매와 연관하는 tau 단백질, 루게릭병에서의 Cu-ZnSOD의 돌연변이가 그 예이다. Atg7이 결핍된 마우스에서는 신경세포의 기능이상과 세포사멸이 일어난다. 자식작용은 이러한 단백질 응집의 해소뿐만 아니라 신경세포의 항상성을 유지시켜줌으로써 세포를 보호한다. 또한 신경변성질환 환자의 뇌조직에서도 자기소화액포(autophagic vacuole)가 축적되어 있음이 보고되어 있다. 알츠하이머병에서 presenilin-1 단백질의 돌연변이는 자가포식소포체의 성숙과 리소좀을 통한 분해능을 억제하며, presenilin-1 단백질의 손실은 자가포식소포체의 산성화를 방해하여 단백질 분해능을 방해한다Recently, the important role of autophagy has been revealed in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease and various diseases and pathological phenomena such as cancer, diabetes and inflammatory reactions. It is known that progeny inhibits apoptosis of neurons through cytoprotective function in certain neurodegenerative diseases. Accumulation of protein aggregates interferes with normal neuronal function and is cytotoxic. Offspring is associated with the breakdown of abnormal proteins that can occur in neurodegenerative diseases. Examples include the expansion of glutamine multimers in Huntington's protein (Huntington's), which causes Huntington's disease, and the α-synuclein (induced Parkinson's disease), the tau protein associated with prefrontal dementia, and the Cu-ZnSOD mutation in Lou Gehrig's disease. In mice lacking Atg7, neuronal dysfunction and apoptosis occur. Progeny protects cells by maintaining neuronal homeostasis as well as eliminating protein aggregation. In addition, autophagic vacuole has been reported to accumulate in brain tissue of neurodegenerative diseases. In Alzheimer's disease, mutations in the presenilin-1 protein inhibit the maturation of autophagy vesicles and their resolution through lysosomes, and the loss of the presenilin-1 protein interferes with the protein degradation by preventing the acidification of autophagy vesicles.
또한, 상기 자식작용은 암 질환에도 관여한다. 자식작용은 종양형성에서 두 가지 역할을 담당한다. 첫째는 종양억제자로서의 세포사멸유도이고, 둘째는 종양형성기전에서의 세포사멸억제이다. 종양형성의 주요원인은 방사능과 산화적 스트레스, 노화 등의 요소로부터 기인하는 DNA 손상과 돌연변이이다. 미토콘드리아 DNA는 복구기전과 히스톤 단백질에 의한 보호의 부족으로 손상에 보다 취약하다. 미토콘드리아는 전자전달계 활동의 부산물로 다량의 활성산소를 발생시킬 수 있으며 이러한 활성산소의 조절 부재는 미토콘드리아 DNA를 손상시키고 내막과 외막의 산화를 초래할 수 있다. 또한 미토콘드리아의 기능장애는 보다 많은 활성산소를 축적시켜 그 결과 세포의 산화적 스트레스와 다른 미토콘드리아의 손상을 일으킨다. 자식작용은 손상된미토콘드리아를 제거하여 산화적 스트레스를 완화시킴으로써 발암현상을 억제한다. 한편, 종양형성에서 자식작용은 제한적 영양상태와 저산소 상태에서 그리고 방사능 노출 등에서 손상단백질과 세포소기관을 제거함으로써 암세포를 생존시킬 수 있다.The child action is also involved in cancer diseases. Offspring play two roles in tumorigenesis. The first is induction of apoptosis as tumor suppressor, and the second is inhibition of apoptosis in tumor formation mechanism. The major causes of tumor formation are DNA damage and mutations resulting from factors such as radiation, oxidative stress, and aging. Mitochondrial DNA is more susceptible to damage due to its repair mechanism and lack of protection by histone proteins. Mitochondria are a by-product of electron transport system activity, which can generate large amounts of free radicals, and their lack of control of these free radicals can damage mitochondrial DNA and lead to oxidation of the inner and outer membranes. Mitochondrial dysfunction also accumulates more free radicals, resulting in cellular oxidative stress and other mitochondrial damage. The child action suppresses carcinogenesis by removing damaged mitochondria and relieving oxidative stress. On the other hand, the progeny in tumorigenesis can survive cancer cells by removing damaged proteins and organelles in limited nutrition, hypoxia and radiation exposure.
또한, 자식작용은 당뇨병 질환에도 관여한다. 당뇨병은 췌장 β세포의 기능장애와 인슐린저항성에 의해 발생한다. 산화적 스트레스가 유발한 미토콘드리아의 기능장애는 당뇨병의 발전에 중요한 역할을 담당하며 손상된 미토콘드리아는 자식 작용에 의해 제거된다. Atg7-/-마우스는 췌장 β세포의 급격한 감소를 보이며 이에 따라 인슐린분비량의 감소를 나타낸다. 또한, Atg7돌연변이 마우스는 저인슐린혈증과 과혈당증를 나타낸다. 췌장 β세포의 기능장애에 이어 자식작용의 기능장애는 인슐린저항성과 연관되어 있다. 소포체스트레스는 인슐린수용체의 세포막발현을 약화시켜 인슐린저항성을 일으킨다. 인슐린저항성은 순환적으로 자식작용을 억제하여 결국 기능장애 상태의 단백질과 미토콘드리아 등의 세포소기관의 분해를 방해하여 췌장 β세포의 사멸을 유도하게 된다. 따라서 자식작용은 췌장 β세포의 기능과 세포항상성에 중요한 기전이며 인슐린감수성에 영향을 미칠 수 있다. 노화의 경우에도 당내성과 연관이 있기 때문에 자식작용의 활성은 노화와도 밀접한 연관이 있을 것으로 사료된다.In addition, child action is also involved in diabetes disease. Diabetes is caused by dysfunction of pancreatic β cells and insulin resistance. Mitochondrial dysfunction caused by oxidative stress plays an important role in the development of diabetes, and damaged mitochondria are eliminated by child action. Atg7-/-mice show a sharp decrease in pancreatic β cells and thus a decrease in insulin secretion. Atg7 mutant mice also exhibit hypoinsulinemia and hyperglycemia. In addition to pancreatic β-cell dysfunction, child dysfunction is associated with insulin resistance. The vesicles stress weakens the cell membrane expression of the insulin receptor and causes insulin resistance. Insulin resistance cyclically inhibits child activity and eventually disrupts the degradation of organelles such as dysfunctional proteins and mitochondria, leading to the death of pancreatic β cells. As a result, progeny is an important mechanism for pancreatic β-cell function and cell homeostasis and may affect insulin sensitivity. As aging is associated with glucose tolerance, it is thought that the activity of the offspring is closely related to aging.
또한, 자식작용은 심혈관계 질환에도 관여한다. 정상적인 심혈관계 기능을 위해 자식작용은 반드시 필요한 세포 기전이나 비정상적인 자식작용은고혈압과 심장기능부전을 일으킬 수 있다. 심근질환의 하나인 다논병(danon disease)의 경우, 자가포식소포체와 리소좀의 결합에 관여하는 LAMP-2 단백질의 결핍에 의해 일어난다. 심혈관계질환 관련 질병모델에서 자식작용은 병리학적 조건에 따라 세포보호 또는 세포사멸의 효과를 나타낸다. 관상동맥혈전증에서 심장근육세포는 자식작용을 일으킨다. 교차대동맥협착(transverse aortic constriction, TAC) 모델에서 Atg5 단백질의 결핍은 세포사멸을 증가시키나 Beclin1 단백질의 결핍은 심장기능의 악화로부터 세포를 보호한다. 즉, Beclin1은 Bcell lymphoma 2 (Bcl-2) 단백질과 상호작용하여 항 아폽토시스효 과를 억제하여 세포사멸을 유도한다. 파킨슨병 연관유전자로 알려진 Parkin은 p62와의 상호작용을 통해 심장에서 미토콘드리아 특이적 자식작용을 일으킨다.In addition, child action is also involved in cardiovascular disease. Childhood mechanisms are essential for normal cardiovascular function, or abnormal child interactions can cause hypertension and heart failure. Danon disease, one of myocardial diseases, is caused by a deficiency of LAMP-2 protein, which is involved in the binding of autophagy to lysosomes. In a disease model associated with cardiovascular disease, the offspring have the effect of cytoprotection or apoptosis depending on pathological conditions. In coronary artery thrombosis, cardiomyocytes have a child action. In the transverse aortic constriction (TAC) model, the deficiency of Atg5 protein increases apoptosis, but the deficiency of Beclin1 protein protects cells from deterioration of heart function. In other words, Beclin1 interacts with Bcell lymphoma 2 (Bcl-2) protein to inhibit anti-apoptotic effects and induce apoptosis. Parkin, known as a Parkinson's disease gene, causes mitochondrial-specific progeny in the heart through its interaction with p62.
또한, 자식작용은 염증반응에도 관여한다. 자식작용은 선천성 면역반응의 중요한 요소이며 적응성 면역반응에서도 다양한 기능을 담당하고 있다. 자식작용은 자가포식용해소체 경로를 통해 침입한 병원체의 성장을 제한한다. 세균 그리고 바이러스, 기생충 등은 자식작용의 표적이다. 자식작용은 특정 단일가닥 RNA 바이러스의 탐색을 가능하게 한다. 이 과정에서 엔도좀내로 이동된 바이러스 복제 중개체는 병원체 형태 인식수용체(pathogen pattern-recognition receptor, PRR)와 TLR7에 의해 인지된다. 또한 자식작용은 전 염증시토카인의 생성과 관련이 있다.형질세포양수지상세포(plasmacytoid dendritic cell, pDC)에서 자식작용은 제1형 인터페론(infection-initiated type I interferon, IFN)의 생성에 필요한 기전이다. 그러나 ATG5 결핍 마우스의 배아 섬유아세포는 단일가닥 RNA 바이러스의 감염에 대해 제1형 인터페론의 생성을 촉진하였으며, 이 경우에는 자식작용이 시토카인의 생성을 억제한다는 것을 보여준다. 따라서 자식작용은 선천성면역반응에서 전 염증반응과 항 염증반응에서 두 가지 상반되는 역할을 담당한다.In addition, offspring are also involved in inflammatory responses. Offspring is an important component of the innate immune response and plays a variety of functions in the adaptive immune response. The progeny limit the growth of invading pathogens through the autophagolytic pathway. Bacteria, viruses, and parasites are targets of offspring. Progeny enable the search for specific single-stranded RNA viruses. Virus replication mediators migrated into the endosomes in this process are recognized by pathogen pattern-recognition receptors (PRRs) and TLR7. In addition, gestation is associated with the production of proinflammatory cytokines. In plasmacytoid dendritic cells (pDCs), gestation is a mechanism required for the production of infection-initiated type I interferon (IFN). . Embryonic fibroblasts of ATG5 deficient mice, however, promoted the production of
이처럼, 자식작용은 신경변성질환 그리고 암, 당뇨병, 염증반응 등과 같은 다양한 질병으로 진행하는 기작에 관여하므로, 본 발명의 자가포식소체 검출 프로브를 이용하여 관련 정보를 수득 및 제공할 수 있을 것이다.As such, the child action is involved in neurodegenerative diseases and mechanisms that progress to various diseases such as cancer, diabetes, inflammatory reactions, etc. Therefore, the autophagosome detection probe of the present invention may be used to obtain and provide relevant information.
이처럼, 본 발명은 LIR(Fy or TP)-mRFP-3xNLS를 구조체를 이용하여 자가포식체가 세포질과 핵에 존재하는 비율인 C/N ratio를 확인함으로써, 자식작용에 대한 다양한 정보를 제공하는 모든 용도를 포함한다. As such, the present invention uses the LIR (Fy or TP) -mRFP-3xNLS construct to identify the C / N ratio, which is the ratio of autophagy in the cytoplasm and nucleus, to provide a variety of information on child interaction. It includes.
즉, 자가포식체의 수준을 특정 형광 리포터 검출을 통해 쉽게 확인할 수 있는 특징이 있어, 자가포식체 검출과 관련된 용도로 효과적으로 사용할 수 있고, 나아가 자식작용 관련 질환의 새로운 치료제를 발굴하는 데 유용할 것이다. In other words, the level of autophagy can be easily identified through the detection of a specific fluorescent reporter, so that it can be effectively used for autophagy detection, and further, it can be useful for discovering new therapeutic agents for diseases related to child function. .
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.
달리 지시되지 않는 한, 핵산은 좌측에서 우측으로 5'→3' 배향으로 기록된다. 명세서 내에서 열거된 수치 범위는 범위를 정의하는 숫자를 포함하고, 정의된 범위 내의 각각의 정수 또는 임의의 비-정수 분획을 포함한다.Unless otherwise indicated, nucleic acids are recorded in a 5 '→ 3' orientation from left to right. The numerical ranges listed in the specification include numbers defining the ranges, and include each integer or any non-integer fraction within the defined ranges.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 분야의 당업자가 통상적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기술된 것들과 유사하거나 등가인 임의의 방법 및 재료가 본 발명을 테스트하기 위한 실행에서 사용될 수 있지만, 바람직한 재료 및 방법이 본원에서 기술된다. Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Although any methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice for testing the invention, the preferred materials and methods are described herein.
실험예Experimental Example
1. 세포 배양, 형질감염, 약물 처리 및 세포 1. Cell Culture, Transfection, Drug Treatment and Cells 이미징Imaging
HEK293T 세포 또는 MEFs를 세포배양 배지(Dulbecco's modified Eagle's medium [DMEM]: 10% [v/v] FBS 및 페니실린/스트렙토마이신 보충)에서 5% (v/v) CO2 를 함유하는 습한 대기 및 37℃에서 성장시켰다. 일차 신경세포 배양을 수행하였다. HEK293T cells or MEFs were moistened at 37 ° C. with 5% (v / v) CO 2 in cell culture medium (Dulbecco's modified Eagle's medium [DMEM]: 10% [v / v] FBS and penicillin / streptomycin supplement). Grown in. Primary neuronal cultures were performed.
혈청 기아(serum starvation)를 위해, HeLa 세포 또는 MEFs를 FBS 없이 세포 배양 배지에서 24 h 동안 배양시켰다. 상기 세포들을, 칼슘 포스페이트 방법 또는 리포펙타민 2000(Life Technologies, Carlsbad, CA, USA) 중 어느 하나를 이용하여 DNA 구조물로 형질 감염시키고 24시간 동안 배양하였다. For serum starvation, HeLa cells or MEFs were incubated for 24 h in cell culture medium without FBS. The cells were transfected with DNA constructs using either calcium phosphate method or Lipofectamine 2000 (Life Technologies, Carlsbad, Calif., USA) and incubated for 24 hours.
형광 이미지들을 공초점 레이저-스캐닝 현미경(Radiance 2000, Zeiss)으로 수득하고 NIH Image J software (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA)로 분석하였다. Fluorescence images were obtained by confocal laser-scanning microscope (Radiance 2000, Zeiss) and analyzed by NIH Image J software (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA).
자식작용(autophagy)을 유도하기 위해, HeLa 세포, WT MEFs, atg5-/- MEFs, 또는 배양된 뉴런들을, 10 nM 라파마이신으로 세포 유형 및 실험에 따라 10 mM NH4Cl 존재 또는 부존재 하에서 4시간 동안 배양하였다. To induce autophagy, HeLa cells, WT MEFs, atg5-/-MEFs, or cultured neurons with 10 nM rapamycin for 4 hours in the presence or absence of 10 mM NH 4 Cl depending on cell type and experiment Incubated for
2. 2. NLS과With NLS LIRLIR 융합 효과 Fusion effect
2-2- 1. LIR1. LIR 모티프 이용 Motif use
자가포식체에 위치한 내생성 LC3를 모니터링하기 위한 신규 프로브를 생성하기 위해, 잘 알려진 LC3에 결합하는 단백질의 LIR 모티프를 이용하였다. To generate new probes for monitoring endogenous LC3 located in autophagy, LIR motifs of proteins that bind well known LC3 were used.
특히, 상기 34개의 LIR 모티프 중 FYCO1 유래 또는 TP53INP2 유래 LIR 모티프를 실험에 사용하여 LIR 모티프가 자식작용 유도 동안 LC3-양성 자가포식체를 검출할 수 있는지를 결정하였다. 즉, 상기 제조한, FYCO1, TP53INP2의 LIR 부위를 이용한 LIR(Fyco1)-mRFP-3xNLS 및 LIR(TP53INP2)-mRFP-3xNLS를 센서 후보들로 검출 효율을 비교하였다.In particular, FYCO1-derived or TP53INP2-derived LIR motifs out of the 34 LIR motifs were used in the experiments to determine if the LIR motif could detect LC3-positive autophagy during induction of child interactions. That is, LIR (Fyco1) -mRFP-3xNLS and LIR (TP53INP2) -mRFP-3xNLS using the LIR sites of FYCO1 and TP53INP2 prepared above were compared with detection candidates.
본 발명의 LIR 서열과 LC3 및 GABARAP의 상호 작용에 대하여 in vitro에서 확인하였다. GST pull-down assay를 통하여 GFP-표지된 LIR에 대한 LC3 및 GABARAP의 결합 여부를 확인하기 위하여, 겔에 고정된 GST와 융합된 LC3 및 GABARAP과 GFP 표지된 LIR의 결합 여부를 웨스턴 블럿으로 확인하여다. 그 결과, 도2의 A 및 C에서 보듯이, LIR 서열은, LC3 도메인 또는 GABARAP 도메인과 결합을 이루어 밴드를 나타내는 것을 확인하였다. B,D는 상기 A,C의 결과를 수치화한 것이다.The interaction of LC3 and GABARAP with LIR sequences of the present invention was confirmed in vitro. In order to confirm the binding of LC3 and GABARAP to GFP-labeled LIR by GST pull-down assay, Western blot confirmed the binding of LC3 and GABARAP and GFP-labeled LIR fused to GST immobilized on gel. All. As a result, as shown in Figs. 2A and 2C, it was confirmed that the LIR sequence showed a band by binding to the LC3 domain or the GABARAP domain. B and D digitize the results of A and C.
상기 B 및 D의 결과에서, LC3 family 중에서도 각 LIR 서열에 더 특이성을 가지는 종류를 확인할 수 있으며, Fyco1 유래의 LIR서열에 대해서는 LC3A 및 LC3B 가 높은 결합력을 가지고, TP53INP2 유래의 LIR 에 대해서는 GATE16이 비교적 높은 결합력을 가짐을 확인하였다. From the results of B and D, it is possible to confirm the species having more specificity in each LIR sequence among the LC3 family, LC3A and LC3B have a high binding strength for the LIR sequence derived from Fyco1, GATE16 is relatively relative to LIR derived from TP53INP2 It was confirmed that it has a high binding force.
2-2. 핵위치신호 서열과 LIR 모티프의 융합2-2. Fusion of nuclear signal sequence and LIR motif
본 발명의 자가포식체 관련 단백질인 LC3 family를 핵위치신호 서열과 결합된 LIR 모티프가 실제로 핵 내 유입을 유도할 수 있는지 여부를 확인하였다. The LC3 family, an autophagy-related protein of the present invention, was confirmed whether the LIR motif coupled with the nuclear position signal sequence could actually induce influx into the nucleus.
이를 위하여, FYCO1 유전자로부터 LIR 서열(서열번호 1)을 코딩하는 염기서열을 분리하였으며, 여기에 mRFP로 표지하고, 핵위치신호 서열(서열번호 3)를 융합하여 최종적으로 LIR(Fyco1)-mRFP-3xNLS를 형성하였다. For this purpose, the nucleotide sequence encoding the LIR sequence (SEQ ID NO: 1) was isolated from the FYCO1 gene, labeled with mRFP, and the nuclear position signal sequence (SEQ ID NO: 3) was fused to finally LIR (Fyco1) -mRFP-. 3 × NLS was formed.
또한, 상기 LIR과 LC3 family의 결합 여부를 확인하기 위하여, LIR 서열 중, 보존된 부위인 "Phe-Asp-Ile-Ile;FDII" 에서 마지막 I(Ile)를 A(Alanine)으로 치환한 돌연변이를 유발하였다. In addition, to confirm the binding of the LIR and LC3 family, in the LIR sequence, a mutation in which the last I (Ile) was replaced with A (Alanine) in the conserved site "Phe-Asp-Ile-Ile; FDII" Induced.
같은 방법으로, TP53INP2 유전자로부터 LIR 서열(서열번호 2)을 코딩하는 염기서열을 분리하여, 형광단백질 및 핵위치신호 서열을 융합하여 LIR(TP53INP2)-mRFP-3xNLS를 형성하고, TP53INP2 유래의 LIR 중 보존된 부위인 "Trp-Leu-Ile-Ile;WLII"의 W(Trp) 및 네 번째 I(Ile)를 각각 A(Alanine)으로 치환한 돌연변이를 유발하였다. In the same manner, the nucleotide sequence encoding the LIR sequence (SEQ ID NO: 2) is separated from the TP53INP2 gene, and the fluorescence protein and nuclear position signal sequence are fused to form LIR (TP53INP2) -mRFP-3xNLS, and in LIR derived from TP53INP2. Mutations in which the W (Trp) and the fourth I (Ile) of the conserved site "Trp-Leu-Ile-Ile; WLII" were replaced with A (Alanine), respectively, were induced.
위와 같이 제작된 프로브는 도 3 및 도 6에 모식화하였다. The probe manufactured as described above was modeled in FIGS. 3 and 6.
3. LIR-mRFP-3xNLS의 핵 내 위치화3. In-nuclear localization of LIR-mRFP-3xNLS
상기 실시예 1에서 제작한 프로브를 이용하여, 상기 LIR 서열과 LC3 family 단백질 사이의 상호작용이, LC3 family 단백질의 핵 내 유입을 유도하는지 여부를 확인하기 위하여, 실험을 수행하였다. Using the probe prepared in Example 1, an experiment was performed to confirm whether the interaction between the LIR sequence and the LC3 family protein induces nuclear influx of the LC3 family protein.
여기서 LC3 family 단백질은 자가포식체 내부로 유입되지 않고, 세포질에 머물러있도록 하기 위하여, 돌연변이를 유발하였다. EGFP로 표지된 LC3 family(LC3/GABARAP)의 C-말단의 글리신(Gly) 잔기를 알라닌(Ala) 잔기로 치환하였다. The LC3 family proteins did not enter the autophagy but stayed in the cytoplasm, causing mutations. The C-terminal glycine (Gly) residues of the LC3 family (LC3 / GABARAP) labeled with EGFP were replaced with alanine (Ala) residues.
도 4,5,7 및 8의 결과는, 각 LC3 family가 가지는 LIR 에 대한 친화도에 따라, 세포질에서 핵 내부로 유입되는 LC3 family를 영상으로 확인한 결과(도 4 및 도 7) 및 이의 양을 수치화하여 그래프로 나타낸 것(도 5및 도8)이다. 도 4 및 도 7에서, EGFP의 경우, 세포질 전체에 넓게 분포하고 있다가, NLS 결합된 LIR 프로브와 함께 발현 시, 핵 내부로 유입되어 있는 것을 직접 확인할 수 있었다. 결합에 대한 친화도는 앞서 검토한 바와 같이, 각 LC3 family에 따라 조금씩 상이하나, 결합을 이룬 경우에는 대부분 핵 내로 유입되는 것을 확인하였다. 4, 5, 7 and 8, according to the affinity for LIR of each LC3 family, the result of confirming the LC3 family flowing into the nucleus from the cytoplasm (Fig. 4 and 7) and the amount thereof It is shown numerically and graphically (FIGS. 5 and 8). 4 and 7, in the case of EGFP, it was widely distributed throughout the cytoplasm, and when expressed with the NLS-coupled LIR probe, it was directly confirmed that the EGFP was introduced into the nucleus. As discussed above, the affinity for binding was slightly different for each LC3 family, but it was confirmed that most of the binding was introduced into the nucleus.
이러한 결과들을 통해 본 발명의 프로브를 이용한 자가포식소체 검출법은 세포 내에서 직접 자가포식소체의 LC3/GABARAP과 LIR 모티프의 상호작용을 이용한 방법으로서, 특히 in-vivo에서도 LC3/GABARAP과 LIR 모티프의 결합성을 확인할 수 있는 방법으로 유용하게 활용될 수 있다.Based on these results, the autophagosome detection method using the probe of the present invention is a method using the interaction of LC3 / GABARAP and LIR motifs of autophagosomes directly in cells, in particular, binding of LC3 / GABARAP and LIR motifs in in-vivo This can be useful as a way to check sex.
<110> KYUNGPOOK NATIONAL UNIVERSITY INDUSTRY-ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION
<120> Detection of autophagic body binding protein in vivo
<130> PN1709-358
<160> 3
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 25
<212> PRT
<213> Unknown
<220>
<223> TP53INP2 protein LIR sequence
<400> 1
Phe Val Ser Glu Glu Asp Glu Val Asp Gly Trp Leu Ile Ile Asp Leu
1 5 10 15
Pro Asp Ser Tyr Ala Ala Pro Pro Ser
20 25
<210> 2
<211> 23
<212> PRT
<213> Unknown
<220>
<223> Fyco1 protein LIR sequence
<400> 2
Arg Pro Asp Asp Ala Val Phe Asp Ile Ile Thr Asp Glu Glu Leu Cys
1 5 10 15
Gln Ile Gln Glu Ser Gly Ser
20
<210> 3
<211> 23
<212> PRT
<213> Unknown
<220>
<223> 3xNLS sequence
<400> 3
Asp Pro Lys Lys Lys Arg Lys Val Asp Pro Lys Lys Lys Arg Lys Val
1 5 10 15
Asp Pro Lys Lys Lys Arg Lys
20
<110> KYUNGPOOK NATIONAL UNIVERSITY INDUSTRY-ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION
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<211> 25
<212> PRT
<213> Unknown
<220>
<223> TP53INP2 protein LIR sequence
<400> 1
Phe Val Ser Glu Glu Asp Glu Val Asp Gly Trp Leu Ile
Claims (17)
상기 LC3/GABARAP 패밀리 단백질은 LC3A, LC3B, LC3C, GABARAP, GABARAP-L1 및 GABARAP-L2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 하는, 자가포식체 검출용 프로브. The method of claim 1,
The LC3 / GABARAP family protein is at least one selected from the group consisting of LC3A, LC3B, LC3C, GABARAP, GABARAP-L1 and GABARAP-L2, autophagy probes for detection.
상기 LC3/GABARAP 패밀리 단백질에 결합하는 LIR 모티프는 ATG13, FYCO1, NBR1, Nix/Bnip3L, p62, TP53INP1, TP53INP2/DOR, ULK1, ULK2, Optineurin, FUNDC1, TBC1D5 LIR1, TBC1D5 LIR2, c-Cbl, β-catenin, Dvl2, MAP15K, Bnip3, ATG4B, Tax1bp1/T6BP, Stbd1, NDP52, Calreticulin, Clathrin HC, FIP200 및 TBC1D25로 이루어진 군으로부터 선택되는 LIR 단백질에 포함된 서열임을 특징으로 하는 자가포식체 검출용 프로브. The method of claim 1,
LIR motifs binding to the LC3 / GABARAP family protein are ATG13, FYCO1, NBR1, Nix / Bnip3L, p62, TP53INP1, TP53INP2 / DOR, ULK1, ULK2, Optineurin, FUNDC1, TBC1D5 LIR1, TBC1D5 LIR2, c-C-C-C Probe for autophagy detection characterized in that the sequence included in the LIR protein selected from the group consisting of catenin, Dvl2, MAP15K, Bnip3, ATG4B, Tax1bp1 / T6BP, Stbd1, NDP52, Calreticulin, Clathrin HC, FIP200 and TBC1D25.
상기 LC3/GABARAP 패밀리 단백질에 결합하는 LIR 모티프는 TP53INP2 또는 Fyco1 단백질의 LIR 모티프 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가포식소체 검출용 프로브.The method of claim 1,
The LIR motif that binds to the LC3 / GABARAP family protein comprises a LIR motif sequence of TP53INP2 or Fyco1 protein.
상기 TP53INP2 단백질의 LIR 모티프 서열은 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가포식소체 검출용 프로브.The method of claim 4, wherein
Probe for autophagosome detection, characterized in that the LIR motif sequence of the TP53INP2 protein comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
상기 Fyco1 단백질의 LIR 모티프 서열은 서열번호 2의 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가포식소체 검출용 프로브.The method of claim 4, wherein
Probe for autophagosome detection, characterized in that the LIR motif sequence of the Fyco1 protein comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
상기 TP53INP2 및 FYCO1 단백질의 LIR 모티프는 인간세포로부터 유래된 것을 특징으로 하는 자가포식소체 검출용 프로브.The method of claim 4, wherein
Probe for detecting autophagosome, characterized in that the LIR motif of the TP53INP2 and FYCO1 protein is derived from human cells.
상기 TP53INP2 유전자의 LIR(LC3-interacting region) 부위는 트립토판-류신-이소류신-이소류신(Trp-Leu-Ile-Ile; WLII)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가포식소체 검출용 프로브.The method of claim 5,
The LIR (LC3-interacting region) region of the TP53INP2 gene includes tryptophan-leucine-isoleucine-isoleucine (Trp-Leu-Ile-Ile; WLII).
상기 FYCO1 유전자의 LIR(LC3-interacting region) 부위는 페닐알라닌-아스파틱산-이소류신-이소류신(Phe-Asp-Ile-Ile; FDII)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가포식소체 검출용 프로브.The method of claim 6,
The LIR (LC3-interacting region) region of the FYCO1 gene includes a phenylalanine-aspartic acid-isoleucine-isoleucine (Phe-Asp-Ile-Ile; FDII) probe for detecting autophagosome.
상기 핵위치신호 서열은 서열번호 3의 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가포식소체 검출용 프로브.The method of claim 1,
The nuclear position signal sequence is a probe for autophagosome detection, characterized in that it comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
상기 리포터 형광 단백질은 녹색 형광 단백질(GFP), 변형된 녹색 형광 단백질(modified green fluorescent protein), 증강된 녹색 형광 단백질(enhanced green fluorescent protein; EGFP), 적색 형광 단백질(RFP), 변형된 적색 형광 단백질(mRFP), 청색 형광 단백질(BFP), 증강된 청색 형광 단백질(EBFP), 황색 형광 단백질(YFP), 증강된 황색 형광 단백질(EYFP), 남색 형광 단백질(CFP), 및 증강된 남색 형광 단백질(ECFP) 및 레닐라 루시퍼라제(Renila luciferase) 및 적색 형광 단백질(DsRed)을 포함하는 군으로부터 선택된 1이상의 것임을 특징으로 하는 자가포식소체 검출용 프로브. The method of claim 1,
The reporter fluorescent protein may be a green fluorescent protein (GFP), a modified green fluorescent protein, an enhanced green fluorescent protein (EGFP), a red fluorescent protein (RFP), or a modified red fluorescent protein. (mRFP), blue fluorescent protein (BFP), enhanced blue fluorescent protein (EBFP), yellow fluorescent protein (YFP), enhanced yellow fluorescent protein (EYFP), indigo fluorescent protein (CFP), and enhanced indigo fluorescent protein ( ECFP) and Renilla luciferase (Renila luciferase) and red fluorescent protein (DsRed) at least one selected from the group comprising a probe for autophagosome detection.
제11항에 있어서,
상기 리포터 형광 단백질은 변형된 적색 형광 단백질(modified red fluorescent protein; mRFP)인 것을 특징으로 하는 자가포식소체 검출용 프로브.
The method of claim 11,
The reporter fluorescent protein is a modified red fluorescent protein (mRFP) characterized in that the autophagosome detection probe.
상기 프로브는 서열번호 1 또는 서열번호 2의 LIR(LC3-interacting region) 모티프 서열; 서열번호 3의 핵위치신호 서열; 및 상기 LIR 모티프에 연결된 mRFP를 포함하는 자가포식체 검출용 프로브.The method of claim 1,
The probe may comprise a L3-Lactate (LIR) motif sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2; The nuclear position signal sequence of SEQ ID 3; And an mRFP coupled to the LIR motif.
상기 프로브는 핵에 위치하는 것을 특징으로 하는 자가포식소체 검출용 프로브.The method of claim 1,
The probe is a probe for autophagosome detection, characterized in that located in the nucleus.
세포질에 존재하는 LC3 단백질과 결합된 리포터 형광 유전자의 발현량의 비율인 C/N ratio 를 측정하는 단계를 포함하는, 자가 포식작용에 대한 정보 제공 방법. An expression level in the nucleus of the reporter fluorescent gene bound to the probe of claim 1; And
A method for providing information on autophagy, comprising measuring the C / N ratio, which is the ratio of the expression level of the reporter fluorescent gene bound to the LC3 protein present in the cytoplasm.
상기 제1항의 프로브에 결합된 리포터 형광 유전자 및 세포질에 존재하는 LC3 단백질과 결합된 리포터 형광 유전자는 서로 다른 색의 형광을 포함하는 것인, 자가 포식작용에 대한 정보 제공 방법.
The method of claim 16,
The reporter fluorescence gene coupled to the probe of claim 1 and the reporter fluorescence gene coupled with the LC3 protein present in the cytoplasm comprises different colors of fluorescence, providing information about autophagy.
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