FMRFamide G-protein-coupled receptor에 의한 성장과 지질대사 조절

Abstract

초파리에서 발현되는 FMRFamide Receptor (FR)는 신경내분비 세포로부터 분비되는 펩티드인 FMRFamides에 반응하여 세포내 신호전달을 유도하는 G protein-coupled receptor (GPCR) 계통의 수용체로 알려져 있다. 기존의 연구를 통하여 fr 유전자의 전사체가 배아, 유충과 성체의 다양한 조직에서 광범위하게 발현되는 것으로 밝혀졌으나, FR 단백질의 생리학적 기능은 매우 제한적으로 알려져 있다. 본 학위논문의 연구목적은 초파리의 지방 조직인 fat body에서 일어나는 FR 신호전달이 개체의 성장과 지질대사의 조절에 매우 중요함을 규명하는데 있다. FR 단백질의 생리적 기능을 연구하기 위하여, fr 유전자에 P 인자를 갖고 있는 돌연변이의 형질을 분석하였다. 이를 통하여 fr 돌연변이의 몸통 및 날개의 크기와 무게가 야생형에 비하여 현저하게 증가함이 관찰되었다. 또한, fr 돌연변이 유충과 성체의 지방 조직에 존재하는 lipid droplet (LD)의 크기와 triacylglycerides (TAGs) 양이 정상에 비해 유의성 있게 감소되었다. 이러한 표현형질들은 RNAi 기술을 이용하여 fat body 특이적으로 fr의 기능을 저하시켰을 때에도 동일하게 재현되었다. FR 항체를 이용한 형광면역염색을 통하여, FR이 fat body 세포의 표면에 매우 높게 발현되는 막 단백질임을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과들은 지방세포에서 발현되는 FR에 의하여 초파리의 세포성장과 지질대사가 조절됨을 제시한다. 지방세포에서 FR 신호전달을 매개하는 Gα 단백질을 동정하기 위하여 지방세포를 분석한 결과, Gαi, Gαq, Gαo에 비하여 Gαs가 높게 발현됨을 규명하였다. 또한, 지방세포 특이적 RNAi 기법으로 Gαs의 기능을 저하시켰을 때, fr 돌연변이와 유사하게 날개의 크기, 개체의 무게가 증가하고 지방세포에 존재하는 LD 크기가 감소하는 현상을 관찰하였다. 흥미롭게도 fr 돌연변이에 의해 인슐린 신호 전달 경로에 있는 단백질들인 인슐린 신호전달의 주요 인자인 Akt와 S6K의 활성이 증가되었다. 이상의 결과들을 종합하여 볼 때, FR은 fat body 세포에서 Gαs를 경유하는 신호를 매개함으로서 개체의 성장과 지질대사를 조절하며, 이러한 FR 신호전달의 기능은 인슐린 신호경로와 상호 연관성을 갖고 있음을 제시한다.