<h1>서 론</h1><p>산화제, 유전자 독성물질, 대사 독성물질, 또는 높은 온도 등과 같은 스트레스 약제들에 포유동물 세포들이 노출되면 이에 대처하기 위한 반응이 시작되는데 이를 "cellular stress response"라고 한다. 이러한 반응에는 신호전달체계, 유전자 발현 그리고 세포 구성 인자들의 변화 등을 포함한다. 이러한 반응의 결과로 세포는 사멸의 증가로부터 생존의 증가까지 증식, 분화 또는 성장정지 등 여러 형태의 반응이 나타난다.</p><p>Nucleic acid에 산화손상을 일으키는 cisplatin, 5-hydroxymethyluracil, thymine glycol 그리고 8-oxyguanine와 같은 물질들은 nucleic acid와 결합함으로써 adduct를 형성하여 single-strand breaks (SSB)를 유발한다. 산화는 다른 형태의 DNA 손상 즉, double-strand breaks (DSB)를 유발하기도 한다. Adriamycin에 의해 DSB가 유발되면 이를 회복하기 위해 절단된 DNA 부위에 DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) complex가 결합하여 회복기전이 일어난다. DNA-PK complex는 \( 465 \mathrm{~kDa} \) Serine/threonine Kinase catalytic subunit (DNA-PKcs)와 DNA End-Binding Ku70/Ku80 heterodimer의 복합체로 이루어져 있다. 이들 단백질은 포유동물의 DSB 손상으로부터 DNA를 회복하기 위해서 필수적인 요소들이다. DNA의 손상종류(예, base-excision repair, nucleotide excision repair, recombinational repair, direct restitution)에 따라 특정 효소들이 작용하여 회복기전을 나타내는 보고가 잘 알려져 있다. 이 들 중에서 DSB 형태의 DNA 손상은 유전자 손상이 크며 대부분 세포를 사멸로 까지 이르게 한다.</p><p>진핵세포들은 손상된 DNA들이 회복하는 기전들이 잘 발달되어 있으며, 그 결과로 DSB는 non-homologous-end joining (NHEJ)로 전환 된다. NHEJ 체계의 주요 구성 역시 DNA-PKcs와 Ku70/80 heterodimer로 구성된다. NHEJ는 Ku70/80 복합체가 DNA 말단에 결합하여 DNA-PKcs와 함께 DNA의 회복에 관여하는 다른 단백질들을 인산화 시킨다. 이들 3개의 유전자들은 V(D)J 유전자 분절의 특이적 위치 재조합에 관여한다. DNA-PK 복합유전자 각각은 아주 밀접한 상호관계를 가지고 있다. 하지만 DNA-PKcs knock-out 그리고 Ku knock-out 생쥐를 이용한 실험에서 NHEJ 과정에서의 이들의 기능은 다른 양상으로 관찰되었다. Ku knockout 생쥐에서 체격이 작으며, 미성숙상태에서의 노화현상이 관찰되었다. 이러한 이유로 Ku80는 포유동물 telomeric 구조에서 DNA-PKcs와 관련이 없음을 보여준다. 그리고 포유동물의 Ku는 telomere 유지기능을 가지는 것으로 추측되었다. 따라서 복제능력의 저하 그리고 미성숙 상태에서의 노화 표현형의 주제로 telomere 유지와 관련된 Ku의 기능에 대해 많은 연구가 필수적일 것이다. 하지만, DNA 회복기전과 세포주기 변화의 상호관계에 대해서는 아직 명확히 밝혀지지 않았으며, 회복과 관련된 효소들과 세포주기와의 관계에 대한 연구도 알려진 바가 거의 없다. 따라서 본 실험에서는 DNA 회복과 관련된 효소들의 기능을 알아보기 위해 DNA-PKcs-null mice 및 Ku80-null mice로부터 유래된 MEF (mouse embryo fibroblasts) 세포주를 이용하였으며, 각 세포주에 손상 유발 물질을 투여하여 대조군과 비교하는 형태로 실험하였다. 여러 가지 손상 유발 약제를 투여했을 때 \( Ku80^{+/+} (Wt)MEFs\) 유래세포주에서 보다 \( Ku80^{-/-} \) 유래세포주가 더욱 세포독성효과를 보였으며 특히 adriamycin 처리시 현저한 차이를 보였다. \( Ku80^{-/-} MEFs\) 유래세포주에 adriamycin을 처리하면 \( DNA-PKcs^{-/-} \) 유래세포주보다 DSB 회복 기능이 현저히 감소되었다. 또한 adriamycin을 처리 한 \( Ku80^{-/-} MEFs \) 세포주에서 \( G_{2}/M \ phase\)가 장시간 정체되었다. 이상의 결과로부터 Ku80은 \( G_{2}/M \) 시기를 조절함으로써 DSB 회복기전에 관여할 것으로 사료된다.</p>
cellular stress response시 변하는 요소들은 무엇인가?
신호전달체계, 유전자 발현 그리고 세포 구성 인자