국내연구진 개발 단일핵산 분석법 mRNA 꼬리 분해 새 기전 찾았다

IBS RNA 연구단 단장 국제공동연구팀
비 아데닌 염기 추가 ‘혼합 꼬리’ 존재 밝혀
유전자 발현 메커니즘 새로운 통찰 제공

mRNA 혼합 꼬리에 관한 새로운 분해 기전 모식도[IBS 제공. 재판매 및 DB 금지]

[충청투데이 강승구 기자] 국내 연구진이 자체 개발한 단일핵산 분석법을 적용해 mRNA 꼬리 분해 기전을 밝혀냈다.

28일 기초과학연구원에 따르면 RNA 연구단 김빛내리 단장, 미국 국립암연구소 유진 발코프 박사, KAIST 바이오 및 뇌공학과 이영석 교수 공동연구팀이 자체 개발한 단일핵산 분석법을 적용해 mRNA 분해의 새로운 조절 기전을 찾았다. mRNA는 긴 단일 가닥 RNA 분자다.

단백질의 ‘생산 설계도’와 같으며 DNA에 보관된 유전 정보를 단백질에 전달하는 매개체다.

연구진은 다양한 RNA 조절 인자 중 mRNA 꼬리에 주목했다.

mRNA는 말단에 50~150개의 아데닌 염기로 구성된 긴 꼬리를 갖는데, mRNA를 보호하고 단백질 합성을 촉진하는 역할을 한다.

그동안 긴 꼬리는 아데닌으로만 구성된 것으로 알려졌지만, 연구진은 앞선 연구에서 비(非) 아데닌 염기가 추가된 ‘혼합 꼬리’가 존재한다는 사실을 알아낸 바 있다.

이 혼합 꼬리는 mRNA의 분해를 막는 역할을 하여 유전자 활성을 높이는 데 기여했다. 국내 연구진은 미국 국립암연구소 연구팀과 함께 mRNA 꼬리 조절 연구를 위한 단일핵산 분석법을 개발했다.

개발한 분석법을 활용해 세계 최초로 mRNA 꼬리가 분해되는 속도를 단일핵산 단위로 측정하는데 성공했으며, mRNA 꼬리의 새로운 분해 기전을 밝혀냈다.

연구진은 mRNA 분해를 유도하는 탈아데닐 복합체를 이용해 탈아데닐화 시스템을 개발하고, 단일 염기 단위의 분해 반응을 수학적으로 모델링하여 혼합 꼬리 분해 효과를 정량화했다. 그 결과 탈아데닐 복합체의 진행이 지연되는 위치를 확인하고, 복합체의 구성 요소들이 비 아데닌 염기에 의해 특정 위치에서 막혀 분해 속도가 조절되는 것을 밝혔다. 비 아데닌 염기는 일종의 과속 방지턱 역할을 한 것이다.

연구진은 mRNA 혼합 꼬리 조절에 대한 이해를 확장해 mRNA 안정성 조절과 유전자 발현 메커니즘에 대한 새로운 통찰을 제공했다고 기대했다.

김빛내리 단장은"혼합 꼬리에 기반한 다양한 유전자 치료법 연구와 RNA 첨단 신약 개발에 기여할 것"이라고 말했다.

강승구 기자 [e-mail]