체세포 주기 조절에 관련된 주요 인자들의 기능과 그들의 의미를 최근 연구 결과를 바탕으로 논의하였다. 세포주기의 진행은 cyclin-dependent kinases(Cdks)의 활성에 의해 이루어지며, 이는 cyclins에 의해 활성화 된다. 일부 세포들은 표면 부착 없이 성장이 멈추며, 이런 세포들은 대체로 DNA 복제를 수행하지 않는다. 약 100개 이상의 유전자 발현을 통해 G1기 활성이 유도되며, G0기의 세포들은 성장인자에 의해 다시 세포 분열을 진행할 수 있다.
<h1>서 론</h1> <p>세포주기에 관한 개념은 20세기 이전에 광학 현미경의 관찰을 통한 간기세포와 유사 분열기 세포들의 구별이 가능해진 후, 1950년대에 Swift 및 Howard 등에 의해 G1 (Gap 1), S (DNA 합성기), G2 (Gap 2) 밎 M (유사분열기)기 대한 정의가 내려지면서 성립되었다고 할 수 있다. 세포생물학에 있어 세포주기를 정립한 선구적인 연구 결과들은 포유동물의 세포가 대락 하루 (평균젹으로 G1 및 S기가 8시간, G2기가 2시간 그리고 M기가 1시간 전후)를 주기로 지속적인 분열올 한다는 점의 재조명이라 할 수 있다.</p> <p>한편 1971년에 Masui와 Markert에 의해 Xenopus 난모세포에서 유사분열 세포주기 진행에 중요한 인자인 maturation promoting factor (MPF)가 동정되면서 세포주기 조절이 가능하다는 인식이 자리잡기 시작하였다. 이러한 생각은 1974년에 세포 분열에 이상이 있는 돌연변이[cell division cycle (cdc) mutants]를 이용한 유전학적 분석올 시도했던 Hartwell 등과, 이후 암세포에서 G1기 성장 조절의 교란에 관한 연구를 했던 Pardee 등에 의해 더욱 더 구체화되었다. 그후 생화학 및 분자생물학적 실험방법들의 폭발적인 성장과 더불어 1983년 세포주기조절의 양성인자라 할 수 있는 cyclin들이 동정되었다. Hunt, Ruderman 및 그들 공동 연구자들은 cyclins의 합성, 인산화 및 분해 과정 등의 연구를 통해서 이들이 전 세포주기를 걸쳐 매우 다양하게 존재한다는 것을 발견하였다. 그 후 Nurse 둥에 의해 세포주기 특이적인 cyclin-dependent kinase (Cdks)들의 기능적 활성이 세포주기의 진행에 필수적임이 밝혀젔고, 이것이 cyclins에 의해 활성화된다는 것도 알려지게 되었다. 본 총설에서는 체세포 주기조절에 관여하는 주요인자들의 기능과 그들의 의미를 최근 연구결과를 중심으로 고찰하고자 한다.</p> <h1>체세포 주기의 기본 개념</h1> <h2>G1기</h2> <p>In vivo에서 대부분의 체세포는 휴지기 상태(G0기)이고 소수의 세포만이 세포분열을 한다. 세포배양에서 세포의 밀도 증대로 인한 세포들간의 접촉증가 또는 성장인자나 영양분의 소실로 인하여 세포들은 휴지기 상태가 될 수도 있다. 어떤 세포들은 표면에 부착되어 자라지 못할 경우 휴지기에서 성장이 멈출 수도 있는데, 휴지기 세포들은 대개 DNA를 복제하지 못한다. G0기의 세포들은 epidermal growth factor (EGF), insulin-like growth factor (IGF) 등과 같은 성장인자에 의해서 다시 세포분열은 할 수 있게 된다. 즉, 성장인자들이 세포막에 존재하는 특이적인 수용체와 결합하게 되어 그 신호가 세포 내로 전달되면, 여러 단계의 신호전달 kinase cascade를 거쳐 ras, fos, myc, mitogen-activated protein (MAP) 및 phospatidylinositol-3 (PI-3) kinase 등 세포의 성장에 필요한 많은 유전자들이 발현하게 된다. 특히, ras-proto oncogene은 세포가 휴지기 상태에서 벗어나서 G1/S기 전이까지 매우 중요한 역할을 한다. 이러한 신호전달 cascade는 최소한 100여 개의 유전자 발현을 통하여 G1기 활성을 유도하는 것으로 알려져 있다. 그 중 가장 중심이 되는 신흐전달 체계는 G1기초기에 성장인자나 ras의 영향을 받아 D-type cyclins의 발현이 증가되어 Cdk4와 Cdk6를 활성화시키는 경로이다. 이는 cyclin D와 Cdks의 결합을 통하여 이루어지며, 활성화된 cyclin D/Cdk4/6 복합체는 retinoblastoma 단백질 pRb을 인산화시킨다.</p>