초록 공개: K. Kim: 없음. I. Park: 없음. J. Kim: 없음. J. Kim: 없음. H. Rhee: 없음. J. Suh: 없음. 노화 및 질병 과정과 연관된 대사 변화에 대한 이해를 돕기 위해, 우리는 조직 특이적 소기관(subcellular) 프로테옴 프로파일링을 가능하게 하는 새로운 in vivo 도구를 개발하였다. 먼저, 미토콘드리아 매트릭스 표적 서열을 포함하는 과산화효소 기반 근접 표지(proximity labeling) 효소인 mitoAPEX를 발현하는 형질전환 생쥐를 이용하여 in vivo 미토콘드리아 프로테옴을 프로파일링하는 방법을 기술한다. 표지 활성화 조건에서 mitoAPEX는 생물틴(biotin) 라디칼을 빠르게(<1분) 생성하며, 이 라디칼은 20 nm 반경 내의 단백질을 생물틴화한다. 근접 표지된 mitoAPEX 마우스 조직에서 생물틴화된 프로테옴에 대한 질량 분석을 통해 미토콘드리아 프로테옴의 특이적이고 효율적인 표지가 확인되었고, 매트릭스 프로테옴의 조직 특이적 양상이 밝혀졌다. 젊은 및 노령 mitoAPEX 마우스의 표지된 근육 프로테옴은 단백질 종의 양과 조성에서 유의미한 변화를 보여주었다. 이들 중 RTN4IP1은 노령 생쥐의 근육 조직에서 하향 조절됨이 확인되었다. 그러나 이전 보고들과는 달리, RTN4IP1에 대한 우리의 분석 결과 RTN4IP1은 바깥막(outer membrane)이 아니라 미토콘드리아 매트릭스에 국소화되어 있음을 보여주었다. mitoAPEX 마우스에 더하여, 우리는 또 다른 in vivo 근접 표지 도구 iSLET (in situ Secretory protein Labeling via ER-anchored TurboID)을 생성하였으며, 이는 ER-루멘(lumen)에 표적화된 TurboID를 통해 근접 표지 활성(근접 표지 효소활성)로 분비 경로(secretory pathway) 단백질을 표지한다. 우리는 iSLET을 마우스 간(liver)에 발현시키고, 순환 혈장(circulating blood plasma) 내에서 추적 및 동정이 가능한 간 분비 프로테옴의 효율적인 표지를 입증하였다. 우리는 mitoAPEX 및 iSLET 마우스가 노화 및 관련 질병 과정에서의 미토콘드리아 기능과 장기 간 의사소통 네트워크에 대한 이해를 촉진할 것으로 기대한다. 발표: 2023년 6월 17일 토요일

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