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배아 성장, 뇌 발달 비밀 풀 ‘마이크로RNA’ 생성과정 밝혔다

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2017년 04월 21일 01:00 프린트하기

김빛내리 기초과학연구원(IBS) RNA연구단장(서울대 생명과학부 특훈교수) 연구팀이 개발한 ‘f클립시크(fCLIP-seq)’의 모식도. RNA를 잘라 ‘마이크로RNA(miRNA)’를 형성하는 데 핵심적인 역할을 하는 ‘드로셔(DROSHA)’ 단백질과 RNA가 결합하는 부위에 끼어 들어가는 포름알데히드를 이용해 수백 개에 이르는 절단 부위를 한번에 알아낸다. 드로셔에 의한 절단 부위를 알면 miRNA의 생성 과정도 알 수 있다. - IBS 제공
김빛내리 기초과학연구원(IBS) RNA연구단장(서울대 생명과학부 특훈교수) 연구팀이 개발한 ‘f클립시크(fCLIP-seq)’의 모식도. RNA를 잘라 ‘마이크로RNA(miRNA)’를 형성하는 데 핵심적인 역할을 하는 ‘드로셔(DROSHA)’ 단백질과 RNA가 결합하는 부위에 끼어 들어가는 포름알데히드를 이용해 수백 개에 이르는 절단 부위를 한번에 알아낸다. 드로셔에 의한 절단 부위를 알면 miRNA의 생성 과정도 알 수 있다. - IBS 제공

국내 연구진이 배아 성장과 뇌 발달, 암 발생 과정에 대한 상세한 정보를 얻을 수 있는 새로운 방법을 개발했다.
  

김빛내리 기초과학연구원(IBS) RNA연구단장(서울대 생명과학부 특훈교수) 연구팀은 세포의 분화와 사멸, 암 발생 등에 관여하는 수백 개의 ‘마이크로RNA(miRNA)’ 생성 과정을 인체 세포 안에서 한번에 확인하는 데 성공했다고 20일 밝혔다. 김 단장이 교신저자로 참여한 이번 연구 논문에는 IBS RNA연구단의 정교원 박사후연구원과 김백규 연구원(서울대 생명과학부 박사과정 연구원)이 공동 제1저자로 참여했다.
 

miRNA는 20여 개의 염기(유전정보의 구성요소)로 이뤄진 RNA 조각으로, 사람 세포 1개 안에 2000개 가량 들어 있다. RNA는 유전자 본체인 DNA가 가진 유전정보를 옮겨 단백질을 합성하는 데 작용하는 고분자 화합물이다. RNA와 달리 miRNA는 단백질을 만들지 않고 골수 형성, 신경 발생, 바이러스 증식 억제 등에 관여하는 다른 유전자를 조절한다. 따라서 miRNA의 생성 과정을 이해하면 다양한 유전자의 작동 원리를 밝히고 관련 질환 치료에 도움이 될 수 있다.
 

연구진은 RNA를 잘라 miRNA를 만드는데 핵심 역할을 하는 효소인 ‘드로셔(DROSHA)’ 단백질과 RNA가 결합하는 부위에 끼어 들어가는 포름알데히드를 이용해 수백 개에 이르는 절단 부위를 한번에 알아낼 수 있는 ‘f클립시크(fCLIP-seq)’ 기법을 개발했다. 이를 바탕으로 사람의 배아신장세포와 자궁경부암 세포에 있는 miRNA 전구체에서 드로셔가 잘라내는 부위를 찾아냈다. 절단 부위를 단일 염기 수준으로 정밀하게 식별 가능하다. miRNA 전구체는 miRNA의 이전 단계 화합물로, 드로셔가 잘라내는 부위를 알면 miRNA의 생성 과정도 알 수 있다.
 

김 단장은 “한 번의 실험으로 수백 개의 miRNA 전구체를 단일 염기 수준에서 들여다 보는 도구를 마련한 것”이라며 “드로셔는 배아줄기세포나 뇌 조직에서 유독 많이 발현되기 때문에 암 같은 질환뿐만 아니라 배아 발생이나 뇌 발달에 어떤 역할을 하는지 밝히는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘몰레큘러 셀’(Molecular Cell)’ 20일자에 게재됐다.

 

한편 김 단장은 2003년 드로셔가 miRNA 생성에 필수적이라는 사실을 세계 최초로 밝힌 바 있다. 이후에도 꾸준히 관련 연구 성과를 내 2010년 국가과학자에 선정됐고 2013년에는 대한민국최고과학기술인상 등을 수상했다.

 

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