질량분석 기반의 ubiquitinome 단백체 분석을 통한 생체시계 조절 규명

제목	질량분석 기반의 ubiquitinome 단백체 분석을 통한 생체시계 조절 규명
추천 연구 논문	Data-independent acquisition method for ubiquitinome analysis reveals regulation of circadian biology. Nat Commun. 2021 12(1):254. doi: 10.1038/s41467-020-20509-1
선정 이유	단백질의 ubiquitination 은 생체주기를 포함한 세포 내 거의 모든 생물학적 과정들에 관여한다. 일반적으로, 단백질 ubiquitin 유래 연속 2개 Gly 잔기(diGly)에 대한 표적 항체를 도입하여 질량분석기와 결합함으로써 대규모의 ubiquitin 신호전달에 관한 연구가 가능하다. 그러나 이와 같은 연구에서 단일분석(single analysis)에 대한 감도와 데이터 완성도와 연관된 data-independent acquisition (DIA) method 가 도입된 적이 없다는 점에서 이 방법을 새로 도입한 본 연구 논문을 선정함.
주요 내용	- 본 연구에서는 앞서 언급된 (1) 단백질 ubiquitin 유래 연속 2개 Gly 잔기(diGly)에 대한 표적 항체 기반의 enrichment 기법과 (2) 90,000 개 이상의 diGly 펩타이드가 포함된 종합적인 spectral library 를 바탕으로 Orbitrap 기반의 DIA 방법을 접목시킨 고감도 workflow 를 개발함. - 이 기법을 모델시스템으로서 proteasome inhibitor 가 처리된 세포에 적용하여 단일분석(single measurement)에서 35,000 개의 diGly 펩타이드가 동정되고, data-dependent acquisition (DDA) 방법과 비교했을 때 2배 이상 동정된 diGly 펩타이드 수와 정량적 정확성을 보여줌. - 또한, 이 기법을 TNF signaling 에 적용하여 기존에 밝혀진 ubiquitination 위치와 함께 새로운 위치들도 규명함. - 생체주기와 연관된 ubiquitination 에 관한 시스템적 연구를 통해, 막단백질 receptors 와 transporters 내 수백개의 주기적인 ubiquitination 위치들과 수십개의 ubiquitin clusters 를 새롭게 규명함.
시사점	단백체학 분야에서 DIA 방법을 도입한 고감도 workflow 개발을 통해 생체주기와 연관된 ubiquitination 연구에 적용함으로써, 새로 규명된 막단백질 receptors 와 transporters 내 수백개의 주기적인 ubiquitination 위치들과 수십개의 ubiquitin clusters 에 관한 생물학적 정보로부터 생체주기와 물질대사 사이에서의 신규 연관성을 밝혀낼 수 있을 것으로 예상됨.