오카자키 레이지
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1. 개요
오카자키 레이지는 일본의 분자생물학자로, DNA 복제 과정에서 짧은 DNA 조각들이 불연속적으로 합성되는 현상을 발견하여 '오카자키 절편'으로 명명하였다. 그는 대장균을 이용한 실험을 통해, DNA 복제의 지연 가닥이 짧은 조각들로 합성된 후 연결되는 과정을 밝혀냈다. 오카자키는 1960년대 미국에서 유학하며 연구를 진행했으며, 1970년 나이토 기념 과학 진흥상, 1971년 아사히상을 수상했으나, 1975년 피폭으로 인한 만성 골수성 백혈병으로 사망했다. 그의 연구는 부인 오카자키 츠네코에 의해 이어졌으며, 일본 분자 생물학 발전에 큰 영향을 미쳤다.
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| 오카자키 레이지 - [인물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
| 이름 | 오카자키 레이지 |
| 원어 이름 | 岡崎 令治 (오카자키 레이지) |
| 출생일 | 1930년 10월 8일 |
| 출생지 | 히로시마현, 일본 |
| 사망일 | 1975년 8월 1일 |
| 거주지 | 일본, 미국 |
| 국적 | 일본 |
| 학력 | |
| 출신 대학 | 나고야 대학 |
| 최종 학력 | 나고야 대학 이학부 |
| 지도 교수 | 야마다 쓰네오 |
| 경력 | |
| 직업 | 분자생물학자 |
| 소속 | 나고야 대학 워싱턴 대학교 세인트루이스 스탠퍼드 대학교 |
| 업적 | |
| 주요 업적 | 오카자키 절편의 발견 |
| 가족 관계 | |
| 배우자 | 오카자키 쓰네코 |
2. 오카자키 절편의 발견
1968년 오카자키는 오카자키 절편이라 불리는 짧은 가닥이 불연속적으로 합성되는 지연가닥의 합성 기작을 발견했다.[9][10][11][12]
2. 1. 실험 과정
1968년 오카자키 연구팀은 대장균(''E. coli''.)을 이용하여 DNA 복제 과정을 실험하였다.[9][10][11][12] 연구팀은 복제 중인 대장균에 10초 동안 3T-thymidine|3T-티미딘영어을 도입한 후, 알칼리성 수크로스 시험관에 시료를 넣었다. 더 크고 무거운 DNA는 시험관 바닥에 가라앉았고, 작고 가벼운 DNA는 가라앉지 않았다. 시험관 바닥에서 시료를 채취했을 때 절반은 무겁고 나머지 절반은 가벼웠는데, 이는 DNA의 절반은 온전하고 나머지 절반은 절편 상태임을 의미했다.[3]이후 추가로 5초 동안 합성된 대장균 DNA 시료를 채취한 결과, 더 큰 분자량을 갖는 것을 발견했고, 더 이상 절편 조각이 없음을 확인했다.[5] 이는 5초 동안 DNA 중합효소 I에 의해 RNA 프라이머가 제거되고, DNA 리게이스(DNA 연결효소)에 의해 DNA 가닥들이 연결되어 지연가닥이 합성되는 과정을 보여준다.[6] 이 과정을 통해 오카자키 레이지와 오카자키 쓰네코는 DNA의 지연 가닥이 절편을 통해 복제되는 방식을 발견했으며, 이 절편을 오카자키 절편이라고 명명했다.[2][3][4][5]
3. 오카자키 절편의 역할과 중요성
1968년 오카자키 레이지와 오카자키 쓰네코는 DNA의 지연 가닥(lagging strand)이 오카자키 절편이라 불리는 짧은 조각을 통해 복제되는 방식을 발견했다.[2][3][4][5]
이들은 ''대장균(''E. coli'')''을 이용해 실험을 진행했다. DNA 복제 과정에서 ''대장균''에 3T-티미딘을 10초 동안 처리한 후, 알칼리성 수크로스 시험관에 넣었다.[3] 더 크고 무거운 DNA는 시험관 바닥으로 가라앉았고, 작고 가벼운 DNA는 그렇지 않았다. 시험관 바닥에서 샘플을 채취했을 때, 절반은 무겁고 절반은 가벼운 것으로 나타나 DNA의 절반은 온전하고 절반은 절편 상태임을 확인했다. 이후 추가로 5초 동안 합성된 ''대장균'' DNA 샘플을 채취하여 분석한 결과, 모든 활성이 더 큰 분자량을 나타내는 것을 발견했다.[5] 이는 DNA 중합효소 I에 의해 RNA 프라이머가 DNA 뉴클레오타이드로 대체되고, DNA 연결효소에 의해 오카자키 절편이 연결되어 지연 가닥이 완성되는 과정으로 밝혀졌다.[6]
4. 오카자키 레이지의 생애와 업적
오카자키 레이지는 히로시마 고등사범학교 부속 중학교(현 히로시마 대학 부속 중학교·고등학교) 2학년 때 원자 폭탄의 검은 비를 맞았다(입시 피폭). 그 후, 야마구치현립 이와쿠니 중학교(현 야마구치현립 이와쿠니 고등학교), 제5고등학교를 거쳤다. 1975년, 히로시마에서의 피폭이 원인인 만성 골수성 백혈병으로 미국 여행 중 44세로 급서했다. 사후, 그의 연구는 부인 오카자키 츠네코(나고야 대학 교수, 후에 후지타 보건위생 대학 객원 교수)에 의해 이어졌다.
4. 1. 학문적 배경 및 연구
1953년 나고야 대학 이학부 생물학과를 졸업하고 발생 생물학의 야마다 츠네오 교수의 지도 하에 형성체(오거나이저)에 대해 연구했다.1960년 세인트루이스 워싱턴 대학교의 잭 스트로민저와 아서 콘버그의 지도 하에 유학했다. 스탠퍼드 대학교를 거쳐 1963년 나고야 대학 이학부 화학 교실의 스즈키 사카에 교수 강좌의 조교수로 귀국했다.
1966년 DNA의 합성 전구체인 짧은 단편 (오카자키 절편)을 발견하여 미국 과학 아카데미 회보와 콜드스프링 하버 심포지엄에서 발표했다.[7] 1967년에는 나고야 대학 분자 생물학 연구 시설 교수가 되었다. 1970년 나이토 기념 과학 진흥상을 수상했고, 1971년에는 아사히상을 수상했다. 1972년 오카자키 절편 사이를 잇는 RNA를 찾아내 DNA 비연속 합성 모델을 완성했다.
1968년 오카자키는 오카자키 절편이라 불리는 짧은 가닥이 불연속적으로 합성되는 지연가닥의 합성기작을 발견했다.[9][10][11][12] 1968년, 오카자키 레이지와 오카자키 쓰네코는 DNA의 지연 가닥이 조각을 통해 복제되는 방식을 발견했으며, 이를 현재 오카자키 절편이라고 부른다.[2][3][4][5]
오카자키 연구팀은 DNA 복제 중인 대장균( ''E. coli''.)에 10초 동안 3T-티미딘을 도입시킨 후, 알칼리성 수크로스 시험관에 시료를 넣는 실험을 진행했다. 더 크고 무거운 DNA는 시험관 바닥에 가라앉았고, 작고 가벼운 DNA는 가라앉지 않았다. 시험관 바닥에서 시료를 채취하면 절반은 무겁고, 나머지 절반은 가볍다는 것에서 DNA의 절반은 온전하고, 나머지 절반은 파편화되어 있음을 증명하였다. 오카자키는 추가된 5초 동안 합성된 대장균 DNA 시료를 채취하여 더 큰 분자량을 갖는 것을 발견했고, 더 이상 절편 조각이 없음을 알아냈다. 이것으로 5초 동안 DNA 중합효소 I에 의해 RNA 프라이머가 제거되고, DNA 리게이스(DNA 연결효소)에 의해 DNA 가닥과 DNA 가닥이 연결되어 지연가닥이 합성되는 과정을 증명했다.
4. 2. 학문적 업적과 영향
1968년 오카자키는 오카자키 절편이라 불리는 짧은 가닥이 불연속적으로 합성되는 지연가닥의 합성기작을 발견했다.[9][10][11][12]오카자키 연구팀은 대장균(''E. coli''.)에 10초 동안 3T-티미딘을 도입시킨 후, 알칼리성 수크로스 시험관에 시료를 넣었다. 더 크고 무거운 DNA는 시험관 바닥에 가라앉았고, 작고 가벼운 DNA는 가라앉지 않았다. 시험관 바닥에서 시료를 채취했을 때 절반은 무겁고, 나머지 절반은 가볍다는 것에서 DNA의 절반은 온전하고, 나머지 절반은 파편화되어 있음을 증명하였다. 오카자키는 추가로 5초 동안 합성된 대장균 DNA 시료를 채취하여 더 큰 분자량을 갖는 것을 발견했고, 더 이상 절편 조각이 없음을 알아냈다. 이것으로 5초 동안 DNA 중합효소 I에 의해 RNA 프라이머가 제거되고, DNA 리게이스(DNA 연결효소)에 의해 DNA 가닥이 연결되어 지연가닥이 합성되는 과정을 증명했다.
1966년, DNA 합성 전구체인 짧은 단편 (오카자키 절편)을 발견하여, 미국 과학 아카데미 회보와 콜드스프링 하버 심포지엄에서 발표했다.[7] 1972년에는 오카자키 절편 사이를 잇는 RNA를 찾아내 DNA 비연속 합성 모델을 완성했다.
오카자키 절편 연구는 분자 생물학 교과서에 반드시 기재되며, 일본 분자 생물학의 금자탑이라고 일컬어진다. "무엇이 "essential"한가, 그리고 "essential"한 것을 분석하기 위해서는 어떤 결정적인 실험을 해야 하는가."라는 명언이 남아있다.
참조
[1]
학술지
Days weaving the lagging strand synthesis of DNA — A personal recollection of the discovery of Okazaki fragments and studies on discontinuous replication mechanism
2017-05-11
[2]
학술지
Mechanism of DNA chain growth. I. Possible discontinuity and unusual secondary structure of newly synthesized chains
[3]
학술지
Mechanism of DNA chain growth, II. Accumulation of newly synthesized short chains in E. Coli infected with ligase-defective T4 phages
[4]
학술지
Mechanism of DNA chain growth. 3. Equal annealing of T4 nascent short DNA chains with the separated complementary strands of the phage DNA
[5]
학술지
Mechanism of DNA chain growth. IV. Direction of synthesis of T4 short DNA chains as revealed by exonucleolytic degradation
[6]
웹사이트
11.2 DNA Replication - Microbiology {{!}} OpenStax
https://openstax.org[...]
2016-11
[7]
웹사이트
岡崎フラグメント発見50周年：DNA 複製研究の歴史と最前線
https://www.igakuken[...]
公益財団法人東京都医学総合研究所
2021-11-13
[8]
뉴스
DNA researcher Okazaki wins int'l award for female scientists.
http://www.thefreeli[...]
the Free Library
2015-04-05
[9]
학술지
Mechanism of DNA chain growth. I. Possible discontinuity and unusual secondary structure of newly synthesized chains
[10]
학술지
Mechanism of DNA chain growth, II. Accumulation of newly synthesized short chains in E. Coli infected with ligase-defective T4 phages
[11]
학술지
Mechanism of DNA chain growth. 3. Equal annealing of T4 nascent short DNA chains with the separated complementary strands of the phage DNA
[12]
학술지
Mechanism of DNA chain growth. IV. Direction of synthesis of T4 short DNA chains as revealed by exonucleolytic degradation
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