후각 세포에서 발견된 새로운 소기관
- 건강의학 / 문광주 기자 / 2023-01-10 15:10:35
3'20" 읽기
- 막으로 둘러싸인 주머니에는 뇌에 대한 냄새 인식을 매개하는 다양한 단백질이 포함돼
- 냄새 인식에 대한 더 나은 이해는 후각 장애를 교정하는 데 도움
- "트랜스듀코솜"은 후각 인식과 관련된 단백질을 조절
장미는 치즈 조각과 커피 가루와는 다른 냄새가 난다. 코에 있는 후각 세포 덕분에 우리는 다양한 냄새를 감지하고 신경 자극으로 변환해 뇌로 전달한다. 이 변환은 화학적 냄새 입자가 코로 들어가 후각 세포에서 튀어나온 미세한 감각털을 만날 때 시작된다. 이러한 감각털의 표면에는 냄새 분자가 도킹할 수 있는 수용체가 있다.
일단 이런 일이 발생하면 후각 감각 세포에서 다양한 메신저 물질과 단백질이 방출되는 과정에서 반응 캐스케이드가 시작된다. 그러나 이러한 단백질은 먼저 후각 세포의 중앙 세포체에서 생산되어 비강 점막의 연장부로 운반되어 사용될 때까지 그곳에 저장되어야 한다. 세포가 이를 수행하는 방법은 지금까지 명확하지 않았다.
마우스 코에서 단서를 찾고 있다.
스웨덴 우메아(Umeå) 대학의 Devendra Kumar Maurya가 이끄는 연구원들은 이제 이 수수께끼를 푸는 데 한 걸음 더 다가갔을 것이다. 발견에 결정적인 것은 손상되지 않은 뉴런이 조직 섹션에서 분석될 수 있도록 Maurya가 개발한 방법이었다.
분석을 위해 팀은 먼저 렉틴과 면역 형광 염색을 사용하여 마우스 후각 세포의 조직 섹션을 표시한 다음 전자 및 광학 현미경을 사용하여 관찰했다. 이를 통해 연구자들은 후각 세포의 내부 구조와 그 안에 포함된 다양한 단백질의 위치를 동시에 매핑할 수 있었다.
냄새 관리자로서의 단백질 거품
결과:
여러 방법을 조합해 후각 세포에서 이전에 알려지지 않은 유형의 소기관을 밝혀냈다. 이러한 막으로 둘러싸인 소포는 감각 세포의 수지상 과정에서 특히 자주 발견되며 일반적으로 냄새 인식과 관련된 여러 단백질을 포함한다. 소기관은 후각 세포를 전달 단백질의 저장 및 수송 수단으로 사용하는 것으로 보인다. 따라서 Maurya와 그의 팀은 이들을 "다포성 트랜스두코솜"이라고 명명했다.
단백질은 필요할 때까지 트랜스듀코솜에 저장되어 있다. 냄새 입자가 코로 들어가는 경우다. "Multivesicular transducosome은 후각 자극에 대한 반응으로 분해된다"고 Maurya와 그의 동료들은 썼다. 그런 다음 외막이 파열되어 단백질을 방출한다. 그 후에 후각 세포의 감각털에 도달해 들어오는 냄새에 대한 인식을 중재할 수 있다.
트랜스듀코솜은 또한 광수용체 단백질을 운반한다.
Maurya 팀이 보고한 바에 따르면 트랜스두코좀은 무엇보다도 후각 수용체용 단백질, 효소 아데닐레이트 시클라제 3, G 단백질 서브유닛 및 염소 이온 채널을 수용한다. 동시에 새로 발견된 소기관에는 후각 지각과 직접적인 관련이 없는 단백질도 포함되어 있다. 여기에는 예를 들어 소포 조립을 시작하는 ESCRT-0(세포 내에서 소포를 운반하는 구형 "운송 마차")이 포함된다.
그러나 transducosomes에는 과학자들이 의심하지 않았던 두 가지 단백질도 포함되어 있다. 막 단백질인 시냅토피신(synaptophysin)과 눈의 감각 세포에서 실제로 발생하는 조절 단백질인 색소성 망막염 2(RP2)이다. "추가 연구가 필요한 한 가지 질문은 트랜스듀코좀이 시각에서 역할을 하는지 여부와 그것이 빛과 냄새가 아닌 신경 전달 물질에 의해 활성화되는 뇌 뉴런에 존재하는지 여부다. 만약 그렇다면, 그 발견은 훨씬 더 중요할 수 있다”고 Maurya의 동료 Staffan Bohm이 말했다.
Covid 냄새 장애에 대한 치료?
냄새 인식에 대한 더 나은 이해는 후각 장애를 교정하는 데 도움이 될 수도 있습니 예를 들어 이것은 Covid-19 질병의 일반적인 증상이다. 현재 발견된 트랜스듀코솜과 그 기능적 메커니즘에 대한 추가 연구는 장기적으로 Covid 냄새 손실에 대한 치료 옵션으로 이어질 수 있다.
(Nature Communications, 2022; doi: 10.1038/s41467-022-34604-y)
출처: Umeå University
- 막으로 둘러싸인 주머니에는 뇌에 대한 냄새 인식을 매개하는 다양한 단백질이 포함돼
- 냄새 인식에 대한 더 나은 이해는 후각 장애를 교정하는 데 도움
- "트랜스듀코솜"은 후각 인식과 관련된 단백질을 조절
후각 세포에서 발견된 새로운 소기관
"트랜스듀코솜"은 후각 인식과 관련된 단백질을 조절한다.
새로 발견된 후각 도우미:
연구원들이 생쥐의 후각 세포에서 이전에 알려지지 않은 유형의 세포 소기관을 발견했다. 막으로 둘러싸인 주머니에는 뇌에 대한 냄새 인식을 매개하는 다양한 단백질이 포함되어 있다. 새로운 발견은 Covid 19 질병으로 인한 후각 장애를 치료하는 데 도움이 될 수 있다.
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| ▲ 후각 자극이 도착하자마자 트랜스두코솜(흰색)의 막이 파열되어 후각 세포로 전달 단백질(분홍색)을 방출한다. © Devendra Kumar Maurya |
장미는 치즈 조각과 커피 가루와는 다른 냄새가 난다. 코에 있는 후각 세포 덕분에 우리는 다양한 냄새를 감지하고 신경 자극으로 변환해 뇌로 전달한다. 이 변환은 화학적 냄새 입자가 코로 들어가 후각 세포에서 튀어나온 미세한 감각털을 만날 때 시작된다. 이러한 감각털의 표면에는 냄새 분자가 도킹할 수 있는 수용체가 있다.
일단 이런 일이 발생하면 후각 감각 세포에서 다양한 메신저 물질과 단백질이 방출되는 과정에서 반응 캐스케이드가 시작된다. 그러나 이러한 단백질은 먼저 후각 세포의 중앙 세포체에서 생산되어 비강 점막의 연장부로 운반되어 사용될 때까지 그곳에 저장되어야 한다. 세포가 이를 수행하는 방법은 지금까지 명확하지 않았다.
마우스 코에서 단서를 찾고 있다.
스웨덴 우메아(Umeå) 대학의 Devendra Kumar Maurya가 이끄는 연구원들은 이제 이 수수께끼를 푸는 데 한 걸음 더 다가갔을 것이다. 발견에 결정적인 것은 손상되지 않은 뉴런이 조직 섹션에서 분석될 수 있도록 Maurya가 개발한 방법이었다.
분석을 위해 팀은 먼저 렉틴과 면역 형광 염색을 사용하여 마우스 후각 세포의 조직 섹션을 표시한 다음 전자 및 광학 현미경을 사용하여 관찰했다. 이를 통해 연구자들은 후각 세포의 내부 구조와 그 안에 포함된 다양한 단백질의 위치를 동시에 매핑할 수 있었다.
냄새 관리자로서의 단백질 거품
결과:
여러 방법을 조합해 후각 세포에서 이전에 알려지지 않은 유형의 소기관을 밝혀냈다. 이러한 막으로 둘러싸인 소포는 감각 세포의 수지상 과정에서 특히 자주 발견되며 일반적으로 냄새 인식과 관련된 여러 단백질을 포함한다. 소기관은 후각 세포를 전달 단백질의 저장 및 수송 수단으로 사용하는 것으로 보인다. 따라서 Maurya와 그의 팀은 이들을 "다포성 트랜스두코솜"이라고 명명했다.
단백질은 필요할 때까지 트랜스듀코솜에 저장되어 있다. 냄새 입자가 코로 들어가는 경우다. "Multivesicular transducosome은 후각 자극에 대한 반응으로 분해된다"고 Maurya와 그의 동료들은 썼다. 그런 다음 외막이 파열되어 단백질을 방출한다. 그 후에 후각 세포의 감각털에 도달해 들어오는 냄새에 대한 인식을 중재할 수 있다.
트랜스듀코솜은 또한 광수용체 단백질을 운반한다.
Maurya 팀이 보고한 바에 따르면 트랜스두코좀은 무엇보다도 후각 수용체용 단백질, 효소 아데닐레이트 시클라제 3, G 단백질 서브유닛 및 염소 이온 채널을 수용한다. 동시에 새로 발견된 소기관에는 후각 지각과 직접적인 관련이 없는 단백질도 포함되어 있다. 여기에는 예를 들어 소포 조립을 시작하는 ESCRT-0(세포 내에서 소포를 운반하는 구형 "운송 마차")이 포함된다.
그러나 transducosomes에는 과학자들이 의심하지 않았던 두 가지 단백질도 포함되어 있다. 막 단백질인 시냅토피신(synaptophysin)과 눈의 감각 세포에서 실제로 발생하는 조절 단백질인 색소성 망막염 2(RP2)이다. "추가 연구가 필요한 한 가지 질문은 트랜스듀코좀이 시각에서 역할을 하는지 여부와 그것이 빛과 냄새가 아닌 신경 전달 물질에 의해 활성화되는 뇌 뉴런에 존재하는지 여부다. 만약 그렇다면, 그 발견은 훨씬 더 중요할 수 있다”고 Maurya의 동료 Staffan Bohm이 말했다.
Covid 냄새 장애에 대한 치료?
냄새 인식에 대한 더 나은 이해는 후각 장애를 교정하는 데 도움이 될 수도 있습니 예를 들어 이것은 Covid-19 질병의 일반적인 증상이다. 현재 발견된 트랜스듀코솜과 그 기능적 메커니즘에 대한 추가 연구는 장기적으로 Covid 냄새 손실에 대한 치료 옵션으로 이어질 수 있다.
(Nature Communications, 2022; doi: 10.1038/s41467-022-34604-y)
출처: Umeå University
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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