배경: 세포 이동은 배아 발달, 상처 치유, 면역 반응, 암 전이와 같은 인체 내 여러 현상에 관여하는 기본적인 세포 행동이다. 적절한 세포 이동을 위해서는 trailing edge의 후퇴(retraction)를 위해 인테그린과 ECM 결합 복합체가 분해(disassembled)되어야 한다. 목적: 세포 이동 동안 인테그린은 leading edge 또는 trailing edge에서 서로 다른 방식으로 조절되어야 한다. 이전 연구에서 우리는 ITGBL1이 분비 단백질이며 인테그린 활성을 억제한다는 것을 보였다. 따라서 본 연구에서는 세포 이동 중 trailing edge의 후퇴에 대한 ITGBL1의 기능을 조사하였다. 방법: 세포 이동에서 ITGBL1의 기능을 확인하기 위해, 인간 연골세포 또는 ATDC5 세포에서 ITGBL1 siRNA 또는 ITGBL1 플라스미드 DNA를 사용하여 ITGBL1을 knock-down 하거나 과발현(overexpressed)하였다. 이후 상처 치유(wound healing) 분석을 수행하여 세포 이동과 방향성을 특성화하였다. 또한 leading-edge 형성과 trailing-edge 후퇴를 분석하기 위해, 세포막을 membrane-GFP로 표지하고 이동하는 세포의 실시간 이미징(live imaging)을 수행하였다. 마지막으로 ITGBL1의 고갈(depletion) 또는 과발현에 따라, 특정 항체를 사용하여 인테그린의 활성 형태, FAK 및 Vinculin을 특이적으로 검출하였다. 결과: 본 연구에서 ITGBL1은 trailing edge에서 인테그린 활성을 우선적으로 억제하여 세포 이동을 촉진하였다. ITGBL1 고갈 세포는 trailing edge의 막성 흔적(membranous traces)에서 focal adhesion이 증가하여 trailing edge의 후퇴를 방지하였다. 반대로 ITGBL1의 과발현은 trailing edge에서 focal adhesion 분해(disassembly)를 촉진함으로써 방향성 있는 세포 이동을 상향 조절하였다. 결론: ITGBL1은 trailing edge focal adhesion 복합체의 분해를 촉진하여 방향성 있는 세포 이동을 돕는다.

다세포 섬모세포(MCCs)에서의 섬모 박동(cilia beating)은 동물에서의 정상적인 발달과 항상성(homeostasis)에 필수적이다. 그러나 최근 기저소체(basal bodies)와 축삭섬모(axonemes)의 구조 및 기능이 상당한 주목을 받아 왔음에도 불구하고, MCC 섬모의 말단(distal) 끝부분은 상대적으로 규명이 미흡한 상태이다. 여기서는 척추동물 MCC 섬모 말단 끝의 분자적 조직화를 규명하고, 서로 다른 단백질 구성요소가 차지하는 두 가지의 구별되는 영역을 특성화한다. 개구리, 마우스, 사람의 MCC를 사용하여, 이전에는 정의되지 않았던 영역을 극도로 말단 끝에서 차지하는 두 개의 비교적 잘 알려지지 않은 단백질인 Ccdc78과 Ccdc33을 확인하였으며, 이들은 다른 모든 알려진 말단 끝 단백질들의 정상적인 조직화에 필요하였다. Ccdc78과 Ccdc33은 각각 생체 내(in vivo)와 시험관 내(in vitro)에서 모두 강력한 미세소관 다발화(microtubule-bundling) 활성을 보였지만, MCC 섬모의 길이 조절(length regulation)에 대해서는 각각 독립적으로 필요하였다. 또한 두 단백질 각각의 소실은 섬모 박동의 결함이 나타나는 서로 다른 양상과 그에 따른 체액 흐름(fluid flow)의 이상을 유발하였다. 따라서, 이전에는 정의되지 않았던 두 단백질은 척추동물 MCC의 운동성(ciliate) 섬모 말단 끝을 조직하고 안정화하는 데 필수적인 핵심 모듈을 형성한다. 우리는 이러한 충분히 규명되지 않은 단백질들이 운동성 섬모이상증(motile ciliopathies)의 잠재적 질환 유전자 좌위(disease loci)를 나타낼 수 있다고 제안한다.