<h1>서 론</h1><p>DNA 메틸화(methylation)란 DNA의 염기 중 cytosine 5번째 탄소에 메틸 그룹 \( \left(\mathrm{CH}_{3}\right) \) 이 첨가되는 반응이다. 이 반응은 DNA methyltransferase라는 효소에 의해 반응이 일어나며, 포유동물 세포내의 유전자 발현을 조절하는 중요한 기전이다. DNA 메틸화는 DNA coding sequence에는 변화가 없는 상태에서 세포의 분화, genomic imprinting, X-염색체불활성화(X-chromosome inactivation), 발암과정(car-cinogenesis)등과 같은 다양한 기능을 함으로서 후천적 기작(epigenetic mechanism)이라고 불린다. DNA 메틸화는 이러한 기능뿐만 아니라 특정 유전자의 발현을 조절하는데 있어 매우 중요한 역할을 한다. 유전자내 promoter에서의 DNA 메틸화는 유전자발현의 억제를 조절하며, 특히 거의 모든 암에서 DNA 과메틸화(hypermethylation)가 일어난다. DNA는 항상 DNA 메틸화와 탈메틸화(demethylation)가 유기적으로 일어나면서 특정 유전자의 발현을 조절한다. 이와 같이 DNA 메틸화는 histone 메틸화와 histone 아세틸화와 함께 chromatin remodeling을 통한 유전자 발현과 억제에 중심적인 역할을 한다.</p><p>최근 많은 연구들이 DNA methyltransferase 효소 억제를 통해 새롭게 형성되는 DNA의 메틸화를 억제하고, 과메틸화로 인해 억제되었던 유전자의 재 발현에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 왜나하면, 많은 종류의 암세포에서 cell cycle regulators, tumor suppressor genes, DNA repair genes등과 같은 암세포의 증식을 조절하는 중요한 유전자들이 과메틸화로 인해 발현이 억제 또는 조절되기 때문이다. 또한 많은 유전자들의 발현을 조절하는 기전인 DNA 메틸화가 최근 암세포가 아닌 세포의 분화에도 영향을 미친다고 보고되고 있다. Cheng 등은 mouse embryo \( 10 \mathrm{~T} 1 / 2 \) 세포를 DNA 메틸화 억제제인 zebularine으로 처리한 후 10일이 경과하자 골격근의 대표적인 특징인 다핵의 myotube로 분화되었다고 보고하였다.</p><p>C2C12 myoblast는 근육으로 분화되기 전단계의 세포로서 여러 가지 호르몬이나 외부자극에 의해 다핵의 myotube로의 형태적인 분화로 특정 지어진다. 많은 선행연구들이 골격근 세포에 기초한 근육 형성과정을 밝히는데 있어서 분화가 진행되지 않은 \( \mathrm{C} 2 \mathrm{C} 12 \) 세포를 많이 이용하였다. 대부분의 연구들은 C2C12 myoblast 세포를 배양한 후 confluent한 상태가 되면 분화 배지로 세포를 배양하여 myotube로의 분화를 유도하였으며, 이 과정에서 일어나는 근육 형성 과정의 분자적 기작을 연구하였다. C2C12 myoblast는 성체 조직 줄기 세포(adult tissue-specific stem cells)의 한 종류로서 다른 조직으로의 분화가 가능한 multipotent한 세포지만, 앞에서 언급하였듯이 주로 분화 배지 환경에서의 myotube로의 분화에 관련된 기전 연구가 주를 이루어 왔다. 따라서 유전자 발현에 중요한 역할을 하는 후천적 기작의 하나인 DNA 메틸화의 억제가 \( \mathrm{C} 2 \mathrm{C} 12 \) myoblast의 분화에 어떠한 영향을 미치는지와 과연 DNA 메틸화 억제제가 \( \mathrm{C} 2 \mathrm{C} 12 \) myoblast를 myotube로 분화시킬 것인지에 대한 연구는 거의 이루어 지지 않았다.</p><p>많은 선행연구들에서 DNA 메틸화 억제제인 5-aza-2'-de-oxycytidine과 zebularine과 같은 일반적으로 널리 알려진 물질을 이용하여 DNA 메틸화를 연구하였으나, 여러 가지 부작용과 독성(toxicity)이 이러한 물질들을 사용하는데 있어서 큰 걸림돌이 되고 있다. 보다 효과적이고 비독성적인 DNA 메틸화 억제물질의 개발에 많은 연구가 집중되어, 많은 연구들이 대체물질에 대한 연구를 집중한 결과 음식물에 포함된 여러 가지 폴리페놀, 즉 마시는 차에 함유된 catechin과 과일에 다량 함유된 bioflavonoids들이 DNA 메틸화억제제로서의 역할을 한다는 것을 밝혀내었다[12,13]. 그 중 (-)-epi-gallocatechin-3-gallate(EGCG)는 최근 가장 주목받는 식이성 DNA 메틸화 억제제중 하나로서 catechol 구조를 포함하는 녹차에 함유되어 있는 폴리페놀(polyphenol)성분이다. EGCG는 암세포의 증식에 관련된 유전자의 발현을 조절함으로써 암세포의 증식을 억제하는데 매우 효력이 있는 것으로 알려지고 있지만, 식이성 EGCG 폴리페놀이 골격근 \( \mathrm{C} 2 \mathrm{C} 12 \) myoblast 세포의 분화에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 녹차에서 추출된 폴리페놀 EGCG가 C2C12 myoblast 세포 분화에 미치는 영향을 조사하였다.</p>
DNA 메틸화는 histone 메틸화와 histone 아세틸화와 함께 염색질 리모델링을 통해서 어떤 역할을 하는가?
유전자 발현과 억제