Telomere는 진핵세포염색체 말단부에 TTAGGG 반복 염기서열을 가지는 DNA-protein 복합체로 세포 분열시마다 짧아지며, 발생 및 노화와 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 닭에 있어 telomere의 양적 분포양상을 구명함으로써 이를 이용한 개체의 생명표지 (bio-marker)의 가능성을 탐색코자 하였다. 본 분석에 이용된 계종으로는 한국재래계와 단관 백색화이트 레그혼종을 대상으로 하였고, 주령간, 품종간 및 성간 백혈구내 telomere 함량을 비교 분석하였으며, 또한 분석개체들의 생산능력과 이들의 telomere 함유율 간의 상관관계를 조사하였다. Telomere의 양적 분석은 chicken telomeric DNA probe를 이용한 양적 형광접합보인법(Quantitative fluorescence in situ hybridization : Q-FISH)을 이용하였다. Telomere 양적 분석결과. 주령이 증가함에 따라 telomere 함량이 유의적으로 감소됨을 확인하였고, 품종간 및 성간에도 유의적인 차이가 나타났다. 또한 생산능력과 각 개체의 telomere 함량간의 상관분석에 있어 성성숙 일령 및 체중과는 정(+)의 상관을, 산란수 및 난중과는 약한 부(-)의 상관관계를 나타내었다. 이러한 결과는 telomere 함유율이 닭의 생명표지 및 생산능력의 표지로서의 개발 가능성을 시사한다 하겠다.
본 연구는 닭의 여러 조직별 세포들의 telomere 함유율과 telomerase 활성도를 분석 제시하고자 하였다. 한국재래계의 수정란 및 발생단계별 신생 조직과 출생 후 성장단계별 각 조직들에 대한 telomere의 함량과 telomerase 활성도를 분석하였고, 초기배자, 간, 뇌, 신장, 심장, 생식선 조직 및 백혈구 세포를 분석대상으로 하였다. Telomere의 함량 분석은 chicken telomeric DNA probe를 이용한 Q-FISH법으로 수행하였고, telomerase activity의 분석은 TRAP법을 이용하였다. 분석결과 초기 배자, 생식선 세포 및 신장세포에서는 지속적으로 매우 높은 telomerase activity를 나타내었으나 뇌, 심장, 간 등에서는 발생 및 발육이 진행됨에 따라 유의적 감소 양상을 보였다. 닭의 각 조직별 telomere의 함량 분석결과, 대부분의 세포들이 성장이 진행됨에 따라 telomere 함유율이 감소되는 양상을 보였다. 이상의 결과로부터 telomerase의 활성도와 telomere의 함량간에 매우 밀접한 연관성을 보이며. 이들이 닭 조직별 세포의 분화 및 증식성 특이성과도 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다.
본 연구는 국내 토착화된 닭 12개 품종(재래종 5계통, 한국형 로드종 2계통, 한국형 레그혼종 2계통, 한국형 코니시종 2계통 및 한국오계)의 생리적 활성 정도를 비교하고 자품종 간 텔로미어 길이 및 생존 능력을 분석하였다. 분석에 총 466수를 공시하고 텔로미어 길이는 양적 형광접합보인법을 이용하여 각 개체의 백혈구 세포 내 telomeric DNA의 상대적 함량을 분석하였다. 각 품종의 생존 능력은 발생 후부터 50주령까지의 생존율로 분석하였다. 분석 결과, 모든 품종에서 공히 연령이 증가함에 따라 텔로미어 길이의 선형적 감소를 나타내었고, 품종 간 텔로미어 길이는 20주령 이후부터 유의한 차이를 보이고 동일 기간에 텔로미어 길이의 단축율에도 차이가 있는 것으로 나타났다(P<0.01). 품종 간에 있어서는 한국형 로드-D종이 가장 긴 텔로미어 길이와 가장 낮은 텔로미어 단축율을 보였고, 반면 한국형 코니시 갈색종은 가장 짧은 텔로미어 길이와 가장 높은 단축율을 나타내었다. 텔로미어의 단축 정도는 50주령 텔로미어 길이는 8주령 길이의 절반 정도에 불과한 것으로 나타났다. 생존율에서도 품종 간 유의한 차이를 보이며 한국형 로드종과 오계가 상대적으로 높은 생존율을 보이고, 한국형 코니시종이 가장 저조한 생존율을 나타내었다. 생존율과 텔로미어길이 간에는 유의한 정(+)의 상관을 보이고 성장 초기보다는 노년의 텔로미어 길이가 생존율과 더 높은 상관관계를 나타내었다. 따라서 특정 시기의 텔로미어 길이보다는 일정기간 동안 텔로미어 길이의 단축율이 생존율과 더욱 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다. 이상의 텔로미어 역동성과 생존 능력 분석 결과를 바탕으로 토종닭 품종 중 한국형 로드종의 생리활성도가 가장 높고, 한국형 코니시종의 생리활성도가 가장 낮다고 판단된다.
텔로미어는 진핵 세포의 염색체 말단으로, 직렬 반복 DNA 염기 서열과 shelterin 단백질 복합체로 구성되어 있다. 텔로미어의 기능은 염색체를 보호하는 것으로 체세포의 텔로미어 길이는 세포 분열시 DNA 복제 결실로 인해 연령이 증가함에 따라 감소하는 경향이 있다. 그러나 유전적, 후생유전학적 및 환경적 수준에서 여러 가지 요인이 텔로미어 길이에 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 닭의 텔로미어 길이의 유전력을 추정하고, 이들의 유전전이 양상을 살펴보고자 하였다. 텔로미어 길이는 백혈구를 이용하여 양적 형광접합보인법(Q-FISH)과 양적 중합효소 연쇄반응법(qRT-PCR)으로 분석하였다. 분석 결과, 텔로미어 길이의 유전력은 자손과 부모 회귀 분석에 의해 출생 시 0.9로 추정되었고, 10 주령 및 30주령 때 부 분산 분석에 의해 0.03과 0.04로 추정되었다. 부와 자손 간(r=0.348) 및 모와 자손 간(r=0.380) 텔로미어 길이는 모두 유의한 정의 상관 관계를 보였다. 따라서 닭 텔로미어의 유전 전이 양상은 부모 양쪽 모두로부터 비슷하게 자식에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 더불어 암수 자손에 미치는 영향 또한 유사한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 부모의 텔로미어 길이의 각인이 성염색체의 유전자가 아닌 상염색체의 유전자에 의해 조절되는 것을 의미한다. 또한, 산모 연령에 따른 출생 자손의 텔로미어 길이는 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 모체의 연령이 출생 자손의 텔로미어 길이에 영향을 미치지 않는데, 이는 수정란의 초기 배아 단계에서 세포적 reprogramming이 이루어지기 때문으로 사료된다.
Purpose: Telomeres play a key role in the maintenance of chromosome integrity and stability, and telomere shortening is involved in initiation and progression of malignancies. The aim of this study was to determine whether telomere length is associated with the colorectal carcinoma. Patients and methods: A total of 148 colorectal cancer (CRC) samples and corresponding adjacent non-cancerous tissues were evaluated for telomere length, P53 mutation, and cyclooxygenase-2 (COX-2) mutation detected by fluorescent immunohistochemistry. Telomere length was estimated by real-time PCR. Samples with a T/S>1.0 have an average telomere length greater than that of the standard DNA; samples with a T/S<1.0 have an average telomere length shorter than that of the standard DNA. Results: Telomeres were shorter in CRCs than in adjacent tissues, regardless of tumor stage and grade, site, or genetic alterations (P=0.004). Telomere length in CRCs also had differences with COX-2 status (P=0.004), but did not differ with P53 status (P=0.101), tumor progression (P=0.244), gender (P=0.542), and metastasis (P=0.488). There was no clear trend between T/S optimal cut-off values (<1 or > 1) and colorectal tumor progression, metastasis, gender, P53 and COX-2 status. Conclusion: These findings suggesting that telomere shortening is associated with colorectal carcinogenesis but does not differ with tumor progression, gender, and metastasis.
본 연구는 규칙적인 유산소 운동이 성장에 따른 세포 복제현상에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 염색체 말단에 위치한 텔로미어의 길이와 결합단백질인 TRF 2(telomere repeat binding factor 2)의 발현량을 분석하였다. 흰쥐를 대상으로 장기간 운동집단, 단기간 운동집단, 비교집단 그리고 기준수준 검증을 위한 기준집단의 4집단으로 각각 7마리씩 총28마리를 배정하였으며, 수영 운동은 무부하 자유유영의 형태로 주 5회, 매회 1시간씩 실시하였다. 마지막 운동 종료 후 24시간 뒤 쥐를 희생시켜 심장, 간, 가자미근을 적출하여 genomic DNA를 추출, 텔로미어의 길이와 관련단백질인 TRF 2의 발현량을 분석하였다. 연구 결과, 간조직의 텔로미어 길이와 TRF 2 단백질의 발현량은 집단 간 차이를 발견할 수 없었으나, 심장조직의 텔로미어 길이는 장기간 운동집단이 비교집단 및 단기간 운동집단에 비해 길게 나타났고, TRF 2의 단백질 발현 또한 높게 나타나, 장기간의 수영 운동이 성장에 따른 심장의 텔로미어 단축현상을 지연시키는 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, 가자미근에서는 4주령의 기준집단에 비해 비교집단과 단기간 운동집단의 텔로미어의 길이는 유의하게 짧았으나, 장기간 운동집단과는 유의한 차이가 나타나지 않은 것으로 미루어 장기간의 수영 운동이 골격근의 복제적 노화현상도 억제할 수 있는 가능성을 관찰할 수 있었다.
Telomeres are located at the end of chromosomes. They are known to protect chromosomes and prevent cellular senescence. Telomere length shortening has been considered an important marker of aging. Many studies have reported this concept in connection with neurodegenerative disorders. Considering the role of telomeres, it seems that longer telomeres are beneficial while shorter telomeres are detrimental in preventing neurodegenerative disorders. However, several studies have shown that people with longer telomeres might also be vulnerable to neurodegenerative disorders. Before these conflicting results can be explained through large-scale longitudinal clinical studies on the role of telomere length in neurodegenerative disorders, it would be beneficial to simultaneously review these opposing results. Understanding these conflicting results might help us plan future studies to reveal the role of telomere length in neurodegenerative disorders. In this review, these contradictory findings are thoroughly discussed, with the aim to better understand the role of telomere length in neurodegenerative disorders.
Byun, Mi Young;Cui, Li Hua;Lee, Hyoungseok;Kim, Woo Taek
BMB Reports
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제51권11호
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pp.578-583
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2018
Telomeres are specialized nucleoprotein complexes that function to protect eukaryotic chromosomes from recombination and erosion. Several telomere binding proteins (TBPs) have been characterized in higher plants, but their detailed in vivo functions at the plant level are largely unknown. In this study, we identified and characterized OsTRFL1 (Oryza sativa Telomere Repeat-binding Factor Like 1) in rice, a monocot model crop. Although OsTRFL1 did not directly bind to telomere repeats $(TTTAGGG){_4}$ in vitro, it was associated with telomeric sequences in planta. OsTRFL1 interacted with rice TBPs, such as OsTRBF1 and RTBP1, in yeast and plant cells as well as in vitro. Thus, it seems likely that the association of OsTRFL1 with other TBPs enables OsTRFL1 to bind to telomeres indirectly. T-DNA inserted OsTRFL1 knock-out mutant rice plants displayed significantly longer telomeres (6-25 kb) than those (5-12 kb) in wild-type plants, indicating that OsTRFL1 is a negative factor for telomere lengthening. The reduced levels of OsTRFL1 caused serious developmental defects in both vegetative and reproductive organs of rice plants. These results suggest that OsTRFL1 is an essential factor for the proper maintenance of telomeres and normal development of rice.
Lim, Yun-Sook;Nguyen, Men T.N.;Pham, Thuy X.;Huynh, Trang T.X.;Park, Eun-Mee;Choi, Dong Hwa;Kang, Sang Min;Tark, Dongseob;Hwang, Soon B.
Molecules and Cells
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제45권3호
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pp.148-157
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2022
Hepatitis C virus (HCV) is a major cause of chronic liver disease and is highly dependent on cellular proteins for viral propagation. Using protein microarray analysis, we identified 90 cellular proteins as HCV nonstructural 5A (NS5A) interacting partners, and selected telomere length regulation protein (TEN1) for further study. TEN1 forms a heterotrimeric complex with CTC and STN1, which is essential for telomere protection and maintenance. Telomere length decreases in patients with active HCV, chronic liver disease, and hepatocellular carcinoma. However, the molecular mechanism of telomere length shortening in HCV-associated disease is largely unknown. In the present study, protein interactions between NS5A and TEN1 were confirmed by immunoprecipitation assays. Silencing of TEN1 reduced both viral RNA and protein expression levels of HCV, while ectopic expression of the siRNA-resistant TEN1 recovered the viral protein level, suggesting that TEN1 was specifically required for HCV propagation. Importantly, we found that TEN1 is re-localized from the nucleus to the cytoplasm in HCV-infected cells. These data suggest that HCV exploits TEN1 to promote viral propagation and that telomere protection is compromised in HCV-infected cells. Overall, our findings provide mechanistic insight into the telomere shortening in HCV-infected cells.
Transcriptional silencing of subtelomeric genes is associated with telomere length, which is correlated with age. Long and short telomeres in young and old people, respectively, coincide with gene repression and activation in each case. In addition, differential location of genes with respect to telomeres causes telomere position effect. There is very little evidence of the manner in which age-related telomere length affects the expression of specific human subtelomeric genes. We analyzed the relationship between telomere length and gene expression levels in fibroblasts derived from human donors at ages ranging from 0-70 years. We studied three groups of genes located between 100 and 150 kb, 200 and 250 kb, and >300 kb away from telomeres. We found that the chromatin modifier-encoding genes Eu-HMTase1, ZMYND11, and RASA3 were overexpressed in adults. Our results suggest that short telomere length-related overexpression of chromatin modifiers could underlie transcriptional changes contributing to cellular senescence.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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