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유전자 조절 실마리... DNA 품은 RNA 보호 '혼합꼬리' 세계 최초 발견

세계 최고 학술지 <사이언스> 20일 온라인판에 게재

윤지은 · 정연주 기자 입력 : 2018-07-20 00:00  | 수정 : 2018-07-20 00:00

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전령RNA 혼합 꼬리의 아데닌 꼬리 제거 과정 방해 모식도
그림=과학기술정보통신부

 

[헬스앤라이프 윤지은·정연주 기자] 유전자 조절의 실마리 이른바 DNA유전정보를 전달해주는 매개체를 보호하는 혼합꼬리를 우리 연구진이 발견했다. 관련 연구 논문이 세계 최고의 학술지 <사이언스(Sceience, F 41.058)>에 한국시간으로 20일 오전 3시 온라인판에 게재됐다.

 

논문명은 ‘Mixed tailing by TENT4A and TENT4B shields mRNA from rapid deadenylation’이며 공동 제1저자로는 임재철, 김동완, 이영석 IBS(기초과학연구원) RNA연구단 연구원, 교신저자는 김빛내리 IBS RNA연구단장(서울대학교 생명과학부 교수)이다.

 

20일 과학기술정보통신부와 IBS에 따르면 IBS RNA 연구단 김빛내리 단장이 이끌고 있는 연구팀이 전령RNA의 분해를 막는 ‘혼합 꼬리’를 발견하는 데 성공했다. 이를 통해 전령RNA의 생애와 유전자 조절에 관한 새로운 이해의 틀이 마련됐다.

 

연구진은 전령RNA의 긴 아데닌 꼬리(poly[A] tail) 부위에 아데닌 이외의 염기가 혼합된 ‘혼합 꼬리’가 존재한다는 사실을 발견하고, 이들 혼합 꼬리가 전령RNA의 분해를 막아 보호함으로써 유전자의 활성을 높인다는 것을 확인했다.

 

긴 아데닌 꼬리(poly[A] tail)는 전령RNA 뒤쪽 꼬리에 존재하는 염기서열로, 전령RNA를 보호하는 역할과 단백질 합성을 촉진하는 역할을 한다고 알려져 왔다.

 

연구진은 자체 개발한 대용량염기분석법인 꼬리서열분석법을 적용해 전령RNA 말단에 아데닌 외의 다른 염기가 추가돼 혼합 꼬리가 만들어지는 변형이 일어난다는 사실을 밝혀냈다.

 

TENT4 라는 단백질이 아데닌 꼬리의 말단에 혼합 꼬리를 추가하는 역할을 한다는 사실과 이 혼합꼬리는 분해가 되지 않아 전령RNA를 보호하고 RNA의 수명을 늘린다는 것을 확인했다.

 

이번 연구는 전령RNA의 꼬리가 순수하게 아데닌으로만 구성된다는 기존 학설을 뒤집고 혼합 꼬리의 생성 과정과 기능을 규명했다. 혼합 꼬리에 의한 RNA 보호 메커니즘 연구는 RNA를 이용하는 유전자 치료의 효율을 높이는 데 활용될 것이란 기대를 모으고 있다.

 

전령RNA의 꼬리 변형을 통해 유전자를 제어함으로써 세포의 운명을 조절할 수 있는 새로운 기작을 제시할 수 있다. 혼합 꼬리를 RNA에 추가하면 RNA의 분해를 늦출 수 있기 때문에, 유전자의 발현을 조절하고 유전자 치료의 효율을 높일 수 있을 것이란 게 연구팀의 설명이다.

 

김빛내리 IBS 연구단장은 “이번 연구는 RNA의 혼합 꼬리의 기능을 처음으로 밝힌 것”이며 “RNA를 이용한 유전자 치료기술에도 활용될 수 있을 것” 이라고 말했다.


yje00@healthi.kr