Translational Control of The Heat Shock Gene Expression in Carrot

당근의 열충격 유전자 발현의 번역과정에서의 조절

Carrot cultured cells are able to respond to a temperature increase by inducing a set of new proteins, heat shock proteins (HSP). Such an induction of the HS gene was known to be achieved mainly at the level of transcription. However there has been an increasing number of evidences showing that a translational control was involved in the regulation of the HS gene expression. A comparison of HSP synthesized in vivo to in vivo (represent for mRNA level since the amount of the proteins produced by in vivo translation system will be proportional to an amount of the corresponding mRNA)showed no correlation between the amount of HS mRNA and the amount of the corresponding HSP at $30^{\circ}C$, It appears that a translational control may exert a major role in the expression of HS gene in carrot callus cells at $30^{\circ}C$.

당근의 현탁배양 캘러스 세포가 고온에 노출되었을때 다른 식물에서 알려진 것과 유사한 열충격반응을 나타낸다. 이는 기존의 유전자의 발현을 억제하고 새로운 열충격단백질을 생산하기 위한 열충격유전자의 발현을 촉진한다. 이러한 열충격유전자의 고온조건에서의 발현은 주로 전사과정에서 이루어지는 것으로 알려져 있다. 그러나 몇가지의 경우에서 이들 열충격 유전자의 발현이 번역과정에서 조절되는 것으로 보고된 바 있다. 본 고에서는 열충격 과정과는 무관한 토끼의 적혈구로 만들어진 시험관 내 번역시스템과 2차원단백질분리 시스템을 이용하여 생성된 단백질의 양을 통해, 번역에 사용된 mRNA의 양을 추정하였다. 이를 생체내에서 같은 조건에서 만들어진 단백질의 양과 비교할 때에 당근세포내의 특정 mRNA의 양과 해당 열충격단백질의 양이 $ 30^{\circ}C$에서 불일치함을 확인하였다. 이를 통해 당근의 캘러스 세포가 열충격 반응을 나타내는 가장 낮은 온도인 $30^{\circ}C$에서 mRNA의 양과는 다소 무관하게 해당 열충격단백질을 번역을 촉진하는 과정이 있음을 추정할 수 있었다.