유미양서류 다리 재생 기간중 탈분화 시기 특이적 트립신, 키모트립신 유사 단백질 효소의 활성도 증가

Dedifferentiation State Specific Increase of Trypsin- and Chymotrypsin-like Protease Activities during Urodele Limb Regeneration and Their Enhancement by Retinoic Acid Treatment

재생중인 양서류의 다리에 레티노익산을 처리하면 패턴 복제가 유발되며 이러한 현상은 탈분화 정도와 깊이 연관이 있다. 본 연구에서는 한국산 도롱뇽(Hynobius leechii)과 멕시코산 도롱뇽의 일종인 엑소로틀(Ambystoma mexicanum)의 다리 재생 과정에서 탈분화 과정에 관여할 것으로 추정되는 트립신 및 키모트립신과 유사한 단백질 분해 효소의 활성도를 재생 단계에 따라 조사해 봄으로써 이들 단백질 분해효소의 활성도와 레티노익산에 의해 증가되는 탈분화 상태의 정도사이에 상관 관계가 있는지를 알아 보고자 하였으며 다리 생산 기간중 상기 효소의 활성도 변화에 종 특이적 차이가 존재하는 지를 알아보고자 하였다. 연구 결과, 이들 효소의 활성도는 탈분화시기에서 최대에 도달함을 알수 있었고 레티노익산 처리는 트립신 유사 단백질 분해 효소의 활성도를 증가시키는 것으로 나타났다. 이러한 효과는 한국산 도롱뇽에서 두드러졌고 이는 레티노익산 처리에 의한 반응에 종 특이적 차이가 있음을 반영하는 것으로 해석 되었다. 본 연구 결과는 트립신 및 키모트립신 유사 단백질 분해 효소가 재생중인 다리의 탈분화 과정에 중요한 작용을 하고 있으며, 이들 단백질 분해 효소가 레티노익산 처리에 의한 탈분화 과정의 강화에 관여하리라는 것을 암시한다.

Treatment of regenerating amphibian limbs with retinoic acid (RA) is known to induce paftern duplication, which is closely related to the extent of dedifferentiation. In the present study, the activities of trypsin- and chymotrypsin-like proteases are examined to delineate a possible role in the process of dedifferentiation in the regenerating limbs of urodeles, the Korean salamander (Hynobius leechii) and the Mexican axolod (Ambystoma mexicanum). Specifically, we were interested to know if there is any correlation between trypsin- and chymotrypsin-like protease activities and the state of dedifferentiation which is augmented by RA treatment. We were also interested in expoloring if there is any species-specific difference in the profile of enzyme activities during limb regeneration. The results showed that the activities of these two enzymes reached a peak level at dedifferentiation stage, and RA treatment caused elevation of their activities, especially in the case of trypsin-like protease. The increase of trypsin-like protease activity after RA treatment was pronounced in the Korean salamander, which might reflect a species-specific responsiveness to RA. The present results imply that trypsin and chymotrypsin or similar proteases may play an active role in the process of dedifferentiation in regenerating limbs, and that trypsin or trypsin-like eryrymes might be involved in the RA-evoked enhancement of dedifferentiation which precedes overt pattern duplication.