다수성, 많은 특수 세포로 구성된 복잡한 구조를 형성하는 유기체의 능력은 다양한 생명체의 발달을 가능하게하는 주요 진화 이정표이다. 그러나, 다세포의 진화를 이끌어 낸 분자 메커니즘은 잘 이해되지 않았다. 이황화 결합, 2 개의 시스테인 아미노산 잔기 사이에 형성되는 공유 화학 결합은 단백질 구조 및 안정성에서 중요한 역할을한다. 이들은 세포-세포 접착 단백질 및 다세포 유기체에서 세포 간 상호 작용에 관여하는 다른 단백질이 상당히 풍부한 것으로 밝혀졌다.
다세포에서 단백질 폴딩 및 이황화 결합의 역할을 추가로 조사하기 위해, 연구팀은 자궁 경도에서 이황화 결합을 형성하는 능력이 부족한 단일 세포 곰팡이 인 효모 Saccharomyces cerevisiae에 대한 실험을 수행했다.
유전자 공학 기술을 사용하여 연구원들은 효모 세포의 ER에 이황화 결합 형성 기계를 도입했습니다. 이를 통해 세포는 이황화 결합을 형성 할 수 있었으며, 이는 다세포 유기체에서 관찰 된 것과 비교할 수있는 단백질 폴딩 패턴의 스위치를 트리거 하였다. 중요하게도, 이들 변형 된 효모 세포는 기초적인 다세포 구조와 유사한 세포-세포 응집체를 형성하는 능력을 얻었다.
이러한 발견은 다세포의 진화에서 단백질 폴딩 변경, 특히 이황화 결합의 혼입에 대한 인과 적 역할에 대한 강력한 증거를 제공한다. 단백질 폴딩 환경을 변화시킴으로써, 이황화 결합의 혼입은 복잡성, 안정성 및 접착 특성을 증가시키는 단백질의 출현을 촉진시켰다. 이러한 변화는 세포-세포 상호 작용의 발달과 다세포 구조의 형성을 가능하게하여 세포 전문화를위한 새로운 가능성과 복잡한 유기체의 진화를 잠금 해제했다.
이 연구의 중요성은 진화 생물학의 영역을 넘어 확장됩니다. 그것은 조직 공학, 재생 의학 및 합성 다세포 시스템의 설계에 대한 미래의 연구에 정보를 제공 할 수있는 다세포의 분자 토대에 대한 더 깊은 이해를 제공합니다.
