남진우 한양대 생명과학과 교수와 황정욱 의생명공학전문대학원 교수 공동연구팀이 유전자 발현 과정 중 RNA를 조절하는 새로운 방법을 찾아냈다고 23일 밝혔다. 연구팀은 유전자 발현을 억제하는 역할을 하는 마이크로RNA가 비슷한 일을 하는 품질관리단백질과 협력해 어떤 RNA를 없애야 할지 결정한다는 사실을 알아냈다.
사람을 비롯해 동식물의 유전정보는 DNA에 담겨 있다. 세포핵 안에 있던 DNA는 핵 바깥으로 나와 사본격인 메신저RNA(mRNA)를 만든다. mRNA는 DNA와 마찬가지로 핵산으로 이뤄져 있는데, 단백질을 만드는 리보솜에 유전정보를 전달해 유전자를 발현시키는 역할을 한다.
DNA에서 mRNA를 만들 때에는 수십 개의 뉴클레오티드(핵산을 이루는 단위체) 정도로 크기가 매우 작은 마이크로RNA도 함께 만들어진다. 마이크로RNA는 mRNA와 달리 단백질을 만들지 않는다. 그 대신 상보적인 염기서열을 가진 mRNA에 들러붙어 이를 분해시킨다. mRNA에서 단백질이 만들어지는 정도인 유전자 발현 정도를 조절해 세포의 증식과 분화, 사멸에 관여한다.
생명과학계는 지금까지 마이크로RNA 2000여 종을 찾아냈다. 마이크로RNA가 결합해 없앨 수 있는 표적 RNA는 각각 수백~수천 개다. 하지만 종류가 너무 많아 어떤 RNA를 표적으로 하는지 알아내려면 정확도가 떨어지는 예측 알고리즘을 써야 했다.
연구팀은 마이크로RNA가 품질관리단백질과 협력해 RNA의 특정 부위(CUG 모티프)에 결합함으로써 RNA를 찾아 분해한다는 사실을 알아냈다. 이 부위를 연구하면 각 마이크로RNA가 어떤 RNA를 표적으로 삼아 분해시키는지 기존보다 훨씬 정확하게 예측할 수 있다. 연구팀은 세포 내 마이크로RNA의 양을 줄이는 실험으로, 실제로 품질관리단백질의 RNA 분해 활동이 줄어드는 현상을 확인했다.
연구를 이끈 남진우 교수는 "이번 연구 결과를 이용해 유전자나 단백질 자체를 조절하기 보다는 유전자로부터 단백질이 만들어지는 과정을 조절해 질환을 치료하는 방법을 찾을 수 있을 것"이라고 기대했다. 연구결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 13일자에 소개됐다.
