형질 변환 성장인자의 superfamily 중 하나인 Myostatin 기능이 소실된 소와 생쥐 같은 포유동물뿐만 아니라 어류에서도 다양하게 연구가 진행되고 있으며 정상 개체보다 골격근의 양이 증가되었고, 지방함량이 감소되었다고 보고되었다.
<h1>서론</h1> <p>형질 변환 성장인자(transforming and growth factor \( \beta \), TGF-\( \beta \))의 superfamily 중 하나인 myostatin은 1997년 발견되었으며 성장과 분화를 조절하는 성장분화인자(growth and differentiation factor-8, GDF-8)로 알려져 있다. Myostatin은 주로 골격근의 근육 성장을 억제하는 인자로서 근육에서 특이적으로 많이 발현되는 특징을 가지고 있다. Myostatin 기능이 소실된 소와 생쥐 같은 포유동물에서 과도한 근육발달을 유도한다고 보고되어 있으며 대표적인 예로 Belgian blue와 Piedomontease가 있다. 이 개체들은 myostatin 유전자의 돌연변이로 인해 정상적인 소보다 골격근의 성장이 발달하여 체중이 2~3배 증가한다고 알려져 있다. 또한 myo-statin knock-out 쥐의 경우 근섬유 크기와 수의 증가로 정상 개체보다 골격근의 양이 증가되었고, 지방함량이 감소되었다고 보고되었다.</p> <p>Myostatin 유전자 연구는 포유류뿐만 아니라 어류에서도 다양하게 연구가 진행되고 있으며 어류 myostatin 기능 또한 포유류와 동일한 것으로 추정되고 종간 유전자의 보존성이 높은 것으로 알려져 있다. 어류 myostatin은 포유류와 달리 2가지의 isoform이 존재하며, 주로 골격근에서 발현하는 포유류와는 달리 골격근을 포함한 거의 모든 조직에서 발현되는 것으로 알려져 있다. 지금까지 밝혀진 myostatin 신호 전달은 myostatin 유전자로부터 번역을 통해 signal peptide, prodomain, mature로 발현되며 단백질 분해 효소들에 의해 prodomain과 mature 경계 RXRR 부분이 절단되고, prodomain과 mature는 비공유 결합을 통해 세포 밖으로 분비된다. 이후 prodomain을 절단하는 효소에 의해 비공유 결합이 끊어지게 되고 활성 myostatin은 activin type Ⅱ 수용체에 결합을 함으로서 신호를 전달하게 된다. 수용체와 결합한 myostatin은 smad2/3를 인산화 시키고 samd 4와 결합하여 목적 유전자의 전사를 조절하게 된다. 이러한 myostatin 신호전달의 억제인자로는 follistatin, follistatin related gene (FLRG), growth and differentiation factor-associated serum protein-1 (GASP-1), human small glutamine-rich tetratricopeptide repeat-containing protein (hSGT), Titin-cap (T-cap), myostatin prodomain 등이 있으며 이러한 인자들은 활성 myostatin이 activin type Ⅱ 수용체와 결합을 하지 못하도록 하여 신호전달을 억제하는 것으로 알려져 있다. 최근 myostatin prodomain을 이용한 활성 myostatin 억제에 관한 연구에 의하면 무지개 송어 치어에 넙치유래 재조합 myostatin prodo-main을 처리한 결과 최대 약 \( 42 \% \) 무게 증가를 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구는 시마연어를 대상으로 myostatin 신호전달을 억제하는 어류 유래 myostatin prodomain을 생산하여 시마연어에 처리한 후 체중 변화, 근육 구성성분 분석과 근 조직의 조직학적 변화를 통해 myostatin prodomain이 시마연어 성장 및 근육 형성에 어떠한 역할을 하는지에 대해 알아보고자 하였다.</p>