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유전자 발현 노이즈의 강도를 조율하는 분자제어기 탐색

  • 과제명

    유전자 발현 노이즈의 강도를 조율하는 분자제어기 탐색

  • 주관연구기관

    한국과학기술원
    Korea Advanced Institute of Science and Technology

  • 연구책임자

    김준

  • 참여연구자

    주은지   이현주   박정숙   조혜인  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2016-01

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    KA

  • 사업 관리 기관

    한국과학기술원
    Korea Advanced Institute of Science and Technology

  • 등록번호

    TRKO201600002310

  • 과제고유번호

    1711032180

  • 키워드

    유전자 발현,노이즈,세포핵 크기,카이나제,기능유전체학Gene expression,noise,nuclear size,kinase,functional genomics

  • DB 구축일자

    2016-06-04

  • 초록 


    The human genome is comprised of 20,000 or more genes. Expression level of each gene is specifically and accurately regulated in ...

    The human genome is comprised of 20,000 or more genes. Expression level of each gene is specifically and accurately regulated in accordance with the type of cells. Gene expression control is a necessary mechanism for embryonic development and adult tissue homeostasis. However, even when the environmental conditions are the same, cells of identical types commonly exhibit varying levels of expression of each gene (gene expression noise). In this study, we examined the cause of noise in gene expression. In addition, we searched for a noise control device which is used to maintain the strength of the noise below a certain level. We established a reporter cell line by inserting a reporter gene to search for a trait correlated with the difference of the reporter gene expression level. Interestingly, we found that the size of the nucleus, which harbour cellular DNA, is correlated with the expression level of the reporter genes. This means that variations of the nucleus size can introduce gene expression noise. Therefore, with the hypothesis that nuclear size regulators are good candidate for mediating gene expression noise control, we performed a RNAi library screen to identify genes encoding nuclear size determinants. In particular, we focused on protein kinases, whose activities play diverse regulatory roles. We identified three kinases that affect nuclear size. We found that one of the kinases influences the progression of cell cycle. In addition, we found evidence that the expression of the kinases themselves are influenced by nuclear size, indicating that nuclear size control involves feedback mechanism.


    인간 유전체에는 2 만개 이상의 단백질을 코딩하는 유전자가 존재함. 각 유전자의 발현 양이 세포의 종류에 따라 특이적이고 일정하게 조절되는 것은 배아발생과 성체 항상성유지를 위한 근본적인 기전임. 그런데 유전적, 환경적 조건이 동일...

    인간 유전체에는 2 만개 이상의 단백질을 코딩하는 유전자가 존재함. 각 유전자의 발현 양이 세포의 종류에 따라 특이적이고 일정하게 조절되는 것은 배아발생과 성체 항상성유지를 위한 근본적인 기전임. 그런데 유전적, 환경적 조건이 동일한 세포들 사이에서 조차 각 유전자의 발현 양에 다양한 강도의 노이즈(편차)가 관찰됨. 본 연구에서는 유전자 발현의 노이즈가 발생하는 원인을 탐색하고, 세포가 노이즈의 강도를 일정한 수준 이하로 유지하기 위해 사용하는 노이즈 조절장치를 발굴하는 실험을 진행하였음. 리포터 유전자를 삽입한 세포주를 확립하였고, 리포터 유전자 발현양의 차이와 상관관계를 보이는 형질을 탐색하였음. 흥미롭게도 DNA를 담고 있는 세포핵의 크기의 차이가 리포터 유전자 발현 양과 상관관계가 있음을 발견하였음. 이는 세포핵 크기의 변동이 유전자 발현 노이즈를 유도할 수 있음을 의미함. 따라서 세포핵 크기를 조절하는 기전이 노이즈의 강도를 조율하는 분자제어기의 하나라는 가설을 확립하고, RNAi 라이브러리를 이용한 기능유전체학적 스크리닝으로 세포핵 크기에 영향을 미치는 유전자를 탐색하였음. 특히 세포에서 각종 조절기전을 담당하는 Kinase들에 집중하였으며, 최종적으로 세포핵 크기를 조절하는 3개의 Kinase 유전자들을 발굴하였음. 발굴된 유전자들의 발현을 억제하였을 때 나타나는 세포주기의 변화와, 발굴된 유전자의 발현이 세포핵 크기에 의해 다시 조절 받는 피드백이 존재할 가능성을 발견하였음.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 초록 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 6
    6. CONTENTS ... 7
    7. 목차 ... 8
    8. 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 9
    9. 제 1 절 연구개발의 목적 ... 9
    10. 제 ...
    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 초록 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 6
    6. CONTENTS ... 7
    7. 목차 ... 8
    8. 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 9
    9. 제 1 절 연구개발의 목적 ... 9
    10. 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 10
    11. 제 3 절 연구개발의 범위 ... 11
    12. 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 12
    13. 제 1 절 국외 기술개발현황 ... 12
    14. 제 2 절 국내 기술개발현황 ... 13
    15. 제 3 절 연구결과의 위치 ... 13
    16. 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 14
    17. 제 1 절 접근방법 ... 14
    18. 제 2 절 연구내용 ... 15
    19. 제 3 절 연구결과 ... 16
    20. 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 20
    21. 제 1 절 연구결과의 목표 달성도 ... 20
    22. 제 2 절 연구결과의 기여도 ... 20
    23. 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 21
    24. 제 1 절 연구결과의 응용방안 ... 21
    25. 제 2 절 추가연구의 필요성 ... 22
    26. 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 23
    27. 제 7 장 참고문헌 ... 24
    28. 끝페이지 ... 27
  • 참고문헌

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