마이크로RNA에 의한 새로운 메신저RNA 분해기전 규명
마이크로RNA 표적유전자 예측의 정확도 향상 기대
□ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 남진우‧황정욱 교수(한양대) 연구팀이 마이크로RNA에 의한 유전자 조절기전을 규명, 마이크로RNA 표적유전자 예측의 정확도를 높일 실마리를 찾아냈다고 밝혔다.
○ 과학기술정보통신부‧한국연구재단의 중견연구지원사업 및 바이오·의료기술개발사업 등의 지원으로 수행된 이 연구의 성과는 네이처 커뮤니케이션스지(Nature Communications)에 9월 13일 게재되었다.
※ 논문명 : UPF1/SMG7-dependent microRNA-mediated gene regulation
□ 유전정보가 담긴 DNA로부터 마이크로RNA, 메신저RNA 등이 생성되는데, 마이크로RNA는 생명현상을 구동하는 단백질을 만드는 주형이 되는 메신저RNA를 분해함으로써 세포의 증식, 분화, 사멸을 조절한다.
○ 약 2천여 종의 마이크로RNA가 존재하며 각각 수 백 개에서 수 천 개의 메신저RNA를 표적한다. 때문에 일일이 실험적으로 표적 유전자를 검증하기는 많은 시간과 비용이 요구되어 여러 예측 알고리즘이 사용된다.
○ 기존에는 마이크로RNA와 짝이 맞는 상보적 서열정보를 토대로 표적이 되는 메신저RNA 유전자를 예측했지만 앞으로는 또 다른 특징적 서열(CUG모티프) 정보를 더해 표적을 좁힐 수 있을 전망이다.
□ 이는 연구팀이 초병렬 서열분석 등을 통해 메신저RNA의 품질관리단백질(UPF1)과 마이크로RNA가 협력하는 새로운 유전자 조절기전(UMD라고 명명)을 규명해낸 데 따른 것이다.
○ DNA로부터 제대로 정보를 전달받지 못한 메신저RNA로부터 비정상적인 단백질이 생성되는 일을 막기 위해 해당 메신저RNA를 분해하는 품질관리단백질이 존재하는 것은 알려져 있었으나 마이크로 RNA까지 가세할 때 품질관리단백질이 기존과 다른 특징적 부위(CUG 모티프)에 결합하는 것을 새로이 밝힌 것이다.
□ 연구팀은 메신저RNA가 마이크로RNA 결합 부위를 가진 경우 품질관리단백질에 의해 분해가 더 잘되는 것을 토대로 마이크로RNA에 의한 분해와 품질관리단백질에 의한 분해의 상관관계에 주목했다.
ㅇ 실제 품질관리단백질이 결합하는 부위(CUG 모티프)가 마이크로RNA 결합부위에 진화적으로 많이 보존되어 있음을 알아냈다.
ㅇ 또한 마이크로RNA 양을 현저히 감소시키면 품질관리단백질에 의한 RNA 분해현상이 사라져 둘의 상호작용이 필수임을 알아냈다.
□ 질환에 관련되는 단백질 자체나 다음 세대로 전달되는 유전자 자체를 조절하기 보다는 유전자로부터 단백질을 만들어 내는 과정의 중간산물로서 기능하고 사라지는 메신저RNA를 조절하는 방식이 약물설계에 유리한 점이 있을 것으로 기대된다.
○ 남진우 교수는“UMD에 관여하는 마이크로RNA의 새로운 타겟 조절 기전의 규명으로 마이크로RNA 타겟유전자 예측의 정확도를 15~20% 이상 높일 수 있었으며, 이를 통해 새로운 치료제와 분석 플랫폼을 개발하는데 큰 기여를 할 것” 이라고 설명했다.
