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세포가 세포막의 일부를 튀어나온 돌출부로 밀어낼 때, 많은 다른 형태의 암에서 종종 돌연변이를 일으키는 분자 경로가 활성화된다고 연구자들이 보고했다. Ras-ERK라고 알려진 이 경로는 두 가지 중요한 단백질군과 연관된다. Ras라고 알려진 하나는 세포막으로부터 나오는 신호를 보내서 세포 안의 다른 단백질들을 활성화하는 효소의 집단이다. Ras가 활성화하는 단백질은 ERK(extracellular signal-related kinases)라고 알려진 단백질군을 포함한다. Ras와 ERK는 함께 궁극적으로 세포 증식, 분화, 대사 및 운동성에서 역할을 한다. Ras-ERK 경로는 다양한 암에서 자주 돌연변이를 일으키기 때문에, 항암제의 잠재적인 표적으로서 폭넓게 조사되어 왔다. 최근에 단일 세포 연구가 ERK 활성화가 진동의 형태로 일어난다는 것을 보였다. 그러나, ERK를 활성화하기 위해서 Ras가 필요하다고 알려져 있음에도 불구하고, 이 진동이 Ras 활성의 변화없이 일어나는 것으로 보였다. 연구자들이 각각의 단백질을 각각의 단백질이 활성화할 때 빛나는 다른 색을 가진 형광 분자로 표지함으로써, 그들은 ERK 활성이 진동 형태로 일어나는 것을 확인했다. 마치 세포가 그 환경을 탐색하는 것처럼 세포막이 돌출되는 부분에서 Ras가 활성화되었다. Ras와 결합한 ERK 진동이 일반적인 현상인지 확인하기 위해서, 그들은 같은 기술을 이용해서 이 경로에서 광범위한 활성을 가진 다른 종류의 세포들을 살폈다. 그들은 돌출을 담당하는 세포 기계인 세포 골격과 연관된 다른 것들과 Ras와 연관된 것을 포함해서, 세포에서 다양한 단백질들을 교란시켰다. 이들 교란 중 일부는 돌출을 유도했고, 결과적으로 ERK활성을 유도해서, Ras-ERK 경로와 관련된 다른 주요 단백질들에 대한 통찰을 제공했다. 단단한 표면에서 세포를 키울 때 기계적인 자극과 함께 성장인자를 이용한 화학적 자극도 ERK 활성화를 유도할 수 있었다. 이 역동적 경로의 분자 기전에 대해서 더 많이 알아낼수록, Ras나 ERK를 직접적으로 겨냥하는 것이 아니라, 다른 관련된 분자들을 대신 표적으로 함으로써, 그 활성을 조정할 수 있는 기회가 더 커질 것이다. |
