질병 연구에서 Sirtuins Knock-Out Mouse 의 활용
Sirtuins 개요
Sirtuins는 highly conserved된 NAD1+- 의존성 효소 계열로, 유전자억제(gene silencing), 신진 대사(metabolism), 세포분열(cell division), 세포자멸(apoptosis), DNA복구(DNA repair)에 관여하는 것으로 알려져 있다. 또한, 연구를 통하여 sirtuins은 multi-systemic 질병의 발달에 중요한 역할을 하고 있다고 밝혀져 있다.
포유류(SIRT1~SIRT7)에는 conserved된 NAD+ 결합역(NAD+ binding domain)을 공유하는 7개의 sirtuin homologs가 있지만, 이들의 cellular localization, activities 및 functions은 다르다. SIRT1, SIRT6 및 SIRT7은 주로 핵에 국한되고(SIRT7은 주로 핵에 존재), SIRT2는 세포질에 국한되며 SIRT3, SIRT4 및 SIRT5는 mitochondria에 국한된다. 이 sirtuins들은 세포주기의 조절(control of cell cycle), 미토콘드리아의 역동적 균형 유지(mitochondrial dynamic balance), 자가포식(autophagy), 세포 성장 조절(cell growth regulation)등과 같은 과정에서 중요한 역할을 한다.
현재, Sirtuins Knock-Out Mouse는 과학 연구에 널리 적용되어 왔다. 다음은 SIRT1~SIRT7에 대한 간략한 요약 및 KO 마우스 모델의 적용이다.
포유류 Sirtuins 동종체 특징 및 적용
Mammalian Sirtuins (SIRT1 – SIRT 7) – Characteristics and Applications
| Sirtuin homologs | Phenotypic variation | Applications | Subcellular Compartments |
|---|---|---|---|
| SIRT1 | Most mice die perinatally; retinal, bone, and cardiac defects observed. | Limited (constitutive KO not recommended) | Nucleus (predominant), cytoplasm |
| SIRT2 | No significant phenotypic abnormalities. | Cell cycle, tumorigenesis, neurodegeneration, metabolism, and inflammatory response | Cytoplasm (predominant), nucleus |
| SIRT3 |
Developmentally normal; changes in AceCS2 activity, ATP levels, and mitochondrial protein acetylation. |
Metabolic regulation, studies of mammalian mitochondrial acetyl-coA synthetase (AceCS2) | Mitochondria |
| SIRT4 | Increased mitochondrial activity of glutamate dehydrogenase (GDH). | Insulin secretion studies | Mitochondria |
| SIRT5 | Defect in regulation of the urea cycle. | Ammonia detoxification and mitochondrial metabolism research | Mitochondria |
| SIRT6 | Progeroid syndrome; profound hypoglycemia, death at four weeks. | Limited (constitutive KO not recommended) | Nucleus |
| SIRT7 | Reduced lifespan, cardiomyopathy. | Limited (constitutive KO not recommended) | Nucleus (nucleolus) |
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