Autophagy 란?

Autophagy란?

 

Autophagy는 세포가 살아가는 과정에서 불필요하거나 가능하지 않는 세포 구성성분을 자연적으로 파괴하는 기전입니다. Autophagy 가 일어나는 과정에서 대상 세포질 구성 성분은 세포내의 다른 성분들과는 격리되어 이중막에 둘러 쌓이는데, 이를 autophagosome 이라고 합니다. Autophagosome은 이후에 lysosome과 융합하여 autolysosome을 형성하고 이 안에서 lysozyme에 의해 세포질 구성 성분이 분해되게 됩니다.  

Autophagy는 1962년 크리스티앙 드 뒤브에 의해 발견된 뒤 1990년대부터 오스미 요시노리에 의해 자가소화작용의 작용기전과 중요성이 설명되기 시작하였고, 이를 통해 2016년 노벨상 생리의학상을 수상하였습니다.

 

노란 점들이 autophagy를 나타냄

노란 화살표시가 전자현미경으로 본 autophagy의 모습

Autophagy의 종류

1.     Macroautophagy (거대자가포식) 은 영양소 또는 에너지 결핍 등의 스트레스 조건 하에서 생합성 과정에 사용할 대사 산물, 에너지 생산 등을 위해 유도될 수 있고 아래의 과정을 통해 진행 됩니다.

 

(1)  Induction

(2)  Nucleation

(3)  Elongation

(4)  Closure

(5)  Maturation

(6)  Fusion

(7)  Degradation

 

2.     Microautophagy (미세자가포식): 불필요하거나 기능하지 않는 세포소기관이 세포질에서 lysosome으로 직접적으로 함입되어 분해가 됩니다.  대부분은 non-selective 한 process이고 이외에 3가지 selective 한 경우가 존재합니다.

 

(1)  비선택적 미세자가포식 (Non-selective microautophagy)

막 함입과 autophagy 튜브 형성 >> 소낭 형성 >> 소낭 팽창과 분리 >> 소낭 분해와 재활용

(2)  선택적 미세자가포식 (Selective microautophagy): 일반적으로 효모에서 관찰됩니다.

 

3.     Chaperone-mediated autophagy (샤페론 매개 자가포식) 

소낭 형성 없이 샤페론에 의해 세포질 단백질의 분해가 일어난다. 세포질에 있는 샤페론 heat shock 70 protein 8(HSPA8) 에 의해 단백질의 KFERQ 모티프를 인식한 후 lysosome에 있는 막단백질 LAMP2A를 수용체로 하여 Lysosome 내부로 들어가면서 직접 분해가 일어나게 됩니다.

 

현재까지 autophagy에 대한 다양한 연구들이 진행이 되었고 이것을 바탕으로 autophagy의 기능을 활용한 여러가지 신약들이 개발이 되고 있습니다. 조만간 치료제의 모습으로 접할 기회가 생길 것 같습니다.