[생명공학실험]입자추적기법을 이용한 세포역학

1. 실험 목적
가. 디지털현미경을 활용한 운동 분석 기법 습득
나. 단세포의 운동을 공학적으로 분석

2. 실험 이론 및 원리
가. 세포이동에 관한 연구
세포 이동은 배아발달, 조직과 기관의 형태 발생, 손상된 조직의 치료, 혈관 신생 과정에서 모세혈관 형성, 상처부위 박테리아를 죽이기 위한 백혈구의 이동 등과 같은 다양한 생물학적 사건에 필수적인 세포의 활동이다. 뿐만 아니라 주위 조직을 공격하기 위한 암세포의 전이도 혈관벽을 통한 이동과 관련이 있기 때문에 질병의 예방과 치료를 위한 효과적인 전략을 수입하고 생리 및 병리학적 과정을 이해하기 위해서는 세포 이동의 기작을 자세하게 하는 것이 필수적이다.

나. 세포이동중의 세포돌출
1) 세포돌출중의 액틴 중합
선단부의 돌출은 액틴과 관련된 단백질(A게2/3화합물)과 액틴 절단 단백질(ADF, cofilin, gelsolin)에 의해 조절되는 액틴중합에 의해 주로 구동된다. Arp 2/3 화합물은 이동하는 세포 선단부에 집중되어 수지상 핵형성과 액틴 섬유의 분기를 유발한다. 액틴에의 cofilin 결합은 기존의 액틴 섬유를 절단하고, 액틴-cofilin 결합의 분리왿� serine-3 에서의 cofilin 인산화는 액틴증합을 증진시킨다. 또 다른 액틴 절단 단백질의 gelsolin 역시 섬유하세포의 이동에 필요하다. Gelsolin을 제거하면 F-actin 함량을 증가시키고, filopodia 형성에 영향을 주지 않으면서 막의 파상 이동을 감소시킨다. 또한, 액틴 결합 단백질은 돌기의 모양을 lamellipodium 이나 filopodium 과 같은 형태로 조절할 수 있다.
2) 액틴형성에서의 Rho GTPases의 역할
Cdc42 왿� Rac는 N-WASP, SCAR1, WAVE를 포함하는, Wiskott-Aldrich 증상 단백질(WASP)을 통하여 Arp 2/3을 조절한다.