Studies on the Fusion Mechanism of the Cell (1)

細胞의 融合機作에 관한 硏究(1)

Several approaches have been made to access the mechanism of fusion in chick myoblast in vitro. Lactoperoxidase-catalyzed iodination was applied to labell cell surface proteins during myogenesis. Quantitative as well as qualitative changes were observed in $^131$I surface components of prefusion and postfusion cells. Two proteins with a molecular weight of 165K and 93K daltons were observed to appear at the onset of fusion as compared to prefusion stage. At the same time, 245K dalton protein decreased whereas the low molecular weight proteins increased consistently. The decrease of high molecular weight proteins appears to be associated with the cell cycle of myoblast during differentiation. The increased appearance of low molecular weight proteins might be due to the proteolytic cleavage of the high molecular weight proteins. Examination of intracellulr cAMP levels during fusion has revealed that a large but transient increase in cAMP occurs before the onset of fusion. This result suggests a causal relationship between the increase of cAMP and the onset of fusion, and further, that differentiating myoblasts are synthronized to a high degree. During the course of myoblast differentiation, at least four lowe molecular weight proteins, which different from major surface proteins iodinated, were identifiable in the culture medium. These proteins could be ascribed to be released from the membrane by proteolytic cleavage of surface proteins in the course of myoblast fusion. The significance of cell surface alterations and the released proteins during the fusion, the involvement of cAMP in the onset of fusion and the possibility that fusion is promoted by external factor(s) are discussed.

배양한 계배 근원세포의 융합기작을 밝혀보기 위해서 분화과정에 있는 근세포를 lactoperoxidase를 촉매로 써서 막표면단백질을 iodination하여 본 결과, 융합의 과정에서 막표면단백질의 정성적 및 정량적 변화를 볼 수 있었다. 융합전의 세포에서 12개의 주요단백질을 검출할 수 있었는데, 융합시의 세포에서는 165K와 93K의 단백질이 새롭게 나타났으며 동시에 245K 단백질의 감소와 저분자 단백질의 증가를 볼 수 있었다. 이 고분자 단백질의 감소는 세포주기와 관계가 있는 것으로 생각되고 있는 세포내 cAMP 수준은 융합에 앞서서 현저한 일시적인 증가를 보였는데, 이와같은 결과는 cAMP의 증가가 세포의 융합의 유발과 관계가 있음을 보여 주는 것이었으며, 분화하는 근원세포에서는 고도의 동조성이 보였다. 아울러, 근세포의 융합과정에서 적어도 4 가지의 iodination된 저분자 단백질을 배양액에서 발견할 수 있었는데, 이들은 막단백질의 가수분해산물로 생각되었고, 역시 세포의 융합과정과 유관할 것으로 추정되었다. 세포막 표면단백질의 변화, 분화과정 중에 배양액 속으로 방출되는 단백질, 융합과 유관한 cAMP의 증가 및 융합과 관련되는 외적 요인의 가능성에 관해서 논의하였다.