단백질 O-GlcNAcylation 에 의한 생체리듬 조절

제목	단백질 O-GlcNAcylation 에 의한 생체리듬 조절
추천 연구 논문	Hexosamine biosynthetic pathway and O-GlcNAc-processing enzymes regulate daily rhythms in protein O-GlcNAcylation. Nat Commun. 2021 12(1):4173. (doi: 10.1038/s41467-021-24301-7)
선정 이유	일주기 생리를 조절하는 데 있어서 생체시계와 신진대사 간의 연관성에 대해서 아직까지 밝혀지지 않은 것들이 많으며, 그 중 영양소에 민감한 post-translational modification 인 단백질 O-GlcNAcylation 은 세포 내 다양한 processes 들을 조절할 수 있으며, 따라서 시간에 의해 제어되는 식사 주기를 통해 이루어지는 리드미컬한 영양소 섭취가 시간별 단백질 O-GlcNAcylation 과 그에 따른 세포 내 단백질 기능 조절에 역할을 할 것이라는 가설에 따라 이 논문을 선정함.
주요 내용	일주기적 신호와 대사적 신호와의 연관짓는 것은 robust 한 생체리듬을 유지하고 효율적인 신진대사와 에너지 사용을 확인하는 데 필수적임. 본 논문에서는 Drosophila 를 동물 모델시스템으로서 활용하여, 세포 내 단백질 O-GlcNAcylation 이 robust 한 24시간-리듬을 가짐을 보여주었고, 일주기 생리를 조절하는 하나의 중요한 post-translational 메커니즘임을 새롭게 규명함. (1) 단백질 O-GlcNAcylation 과 시계-제어 식사 주기와의 밀접한 상관관계가 있음을 규명하였고, 이 실험 결과는 O-GlcNAcylation 리듬이 영양소 섭취에 의해서 우선적으로 영향을 받음을 제안함. (2) 흥미롭게도, 우리가 불규칙한 식사시간 동안 제한된 시간 내 식사는 O-GlcNAcylation 리듬은 상당히 흐트러지게 하는 결과를 유발하고, 이 결과는 낮밤 주기의 nonoptimal times 에서 excessive O-GlcNAcylation 을 방지하는 시계-조절 buffering 메커니즘이 존재함을 새롭게 제안함. (3) 이러한 시계-조절 buffering 메커니즘이 일주기적 신호와 대사적 신호와의 연관을 통해 조절되는 3가지 효소들인, glutamine-fructose-6-phosphate amidotransferase(GFTA), O-GlcNAc transferase (OGT), OGlcNAcase (OGA)의 발현과 활성에 의해서 매개된다는 사실을 규명함.
시사점	시스템적 관점(systems-level)에서 일주기 생리(physiology)의 신진대사 조절을 이해하기 위해서 이 논문의 결과 데이터를 활용하여 중요한 신진대사 신호회로들과 연관시킬 수 있을 것으로 기대함.