【Gene of the Week】대사, 심혈관 등 질병 관련 유전자 SIRT3

연구 방향을 조정하고 학술 연구의 돌파구를 얻고 싶습니까? 높은 점수 문장 보낼 기회가 있나요? 너는 학과 발전 태세와 미래 동향을 이해해야 합니다!Cyagen 생물학 칼럼' Gene of the Week' 은 매주 핫스팟 연구 분야에 따라 유전자를 소개하고 유전자 기본 정보, 연구 개요, 응용 배경 등을 상세히 소개하며 학술 연구의 예민함을 유지하고 과학 연구의 효율성을 높이며 지속적인 관심을 기대합니다.오늘 우리가 이야기할 주인공은 대사, 심혈관, 신경퇴행성 질환 등의 발병 과정에서 중요한 역할을 하는 SIRT3 유전자다.

유전자 기본 정보

비고：√ 로고가 있는 것은 Cyagen 붉은쥐 자원 저장소에 저장된 상태의 쥐입니다.

SIRT3 유전자 연구 개황

SIRT3는 포유동물 sirtuin 단백질 가족의 구성원입니다. NAD+ 의존성 탈아세틸 효소 활성을 나타냅니다.인간 sirtuins는 일련의 분자 기능을 가지고 있으며 이미 노화, 항역성 및 대사 조절에 중요한 단백질이 되었습니다.단백질 탈아세틸화 외에도 인간 sirtuin은 단일 ADP-ribosyltransferase activity을 갖는 세포 내 조절 단백질로도 작용한다는 연구결과가 나왔습니다. 3가지 sirtuins, SIRT3, SIRT4, SIRT5로 미토콘드리아에 위치하며 대사과정을 조절하는 데 관여합니다.내원성 SIRT3는 미토콘드리아 기질에 있는 가용성 단백질로 미토콘드리아 기능을 나타내는 대량의 문헌이 발표되어 있으며 노화와 발암작용 사이에 강력한 메커니즘이 연관되어 있습니다.

SIRT3 로 인코딩된 단백질은 미토콘드리아에만 존재하며, 여기서 활성산소를 없애고, 세포의 시들어가는 것을 억제하며, 암세포의 형성을 막을 수 있습니다.SIRT3는 핵 유전자 발현, 암, 심혈관질환, 신경보호, 노화와 대사통제에 깊은 영향을 줍니다.관련 경로에는 III 류 HDAC 에 의해 매개 된 세포기의 형성과 SIRT3 관련 질병에는 노화와 무알콜 지방간 질환이 포함됩니다.이 유전자와 관련된 유전자본체론(GO) 주석에는 효소 결합과 NAD+의존형 ADP-ribosyltransferase activity이 포함돼 있습니다.

표 1. SIRT3 조절은 대사 장애와 관련 경로에 미치는 영향을 조절한다.

표 2. SIRT3이 심혈관 질환과 관련 경로에 미치는 영향을 조절한다.

표3. SIRT3이 신경퇴행성 질환과 관련 경로에 미치는 영향을 조절한다.

유방암 여성에게서 온 종양 샘플에서 SIRT3는 정상 유선조직에 비해 발현율이 떨어졌습니다.따라서 Sirt3 녹아웃 모델은 ER/PR 양성 유방 종양의 발전을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.또 이 마우스는 당뇨병, 심혈관 질환, 지방 변성, 금식, 찬 폭로, 수명에 지방산의 산화 작용을 연구하는 데에도 쓰입니다.

그림1.SIRT3은 미토콘드리아에 위치한 생쥐의 종양억제 인자입니다.

A) SIRT3 knockout mice develop mammary tumors. The total number of mammary tumors in SIRT3 wild-type (+/+) and SIRT3 knockout (-/-) mice at 24 months of age

C) Representative H&E stain slides of mammary tissue in a SIRT3 wild-type (+/+) and a SIRT3 knockout (-/-)  mouse that developed a mammary tumor.

E) IHC staining for ER and PR status was performed on paraffin sections of mammary tumors from the seven tumor-bearing SIRT3−/− mice. ER/PR levels were characterized as absent (−), intermediate (+), or strongly present throughout the sample (++).

인체 조직에서의 SIRT3 유전자의 발현

그림2. 사람과 생쥐의 SIRT3 유전자 mRNA는 상대적 발현량입니다. 고환은 가장 발현량이 높은 기관이며 뇌, 심장, 신장 역시 높은 발현조직으로 고환, 뇌에서 발현됩니다.그러나 간과 난소의 표현은 사람과 생쥐의 표현은 사뭇 다르다(데이터는 귀일화 처리돼 종 내부와 비교해 생쥐와 사람 간에는 비교가 안 된다). 데이터 출처: NCBI.

추천 문헌:

1. Schwer B, North BJ, Frye RA, Ott M, Verdin E (August 2002). "The human silent information regulator (Sir)2 homologue hSIRT3 is a mitochondrial nicotinamide adenine dinucleotide-dependent deacetylase". Journal of Cell Biology. 158 (4): 647–57.

2. Onyango P, Celic I, McCaffery JM, Boeke JD, Feinberg AP (October 2002). "SIRT3, a human SIR2 homologue, is an NAD-dependent deacetylase localized to mitochondria". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (21): 13653–58.

3. Gomes P , Viana S D , Nunes S , et al. The yin and yang faces of the mitochondrial deacetylase sirtuin 3 in age-related disorders[J]. Agng Research Reviews, 2019, 57:100983.

4. Zhang J, Xiang H, Rong-Rong He R, Liu B (2020). "Mitochondrial Sirtuin 3: New emerging biological function and therapeutic target". Theranostics (journal) 10 (18): 8315–8342.

5. Scher MB, Vaquero A, Reinberg D (April 2007). "SirT3 is a nuclear NAD+-dependent histone deacetylase that translocates to the mitochondria upon cellular stress". Genes Dev. 21 (8): 920–28.

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