마이크로 RNA 새로운 맞춤 유전자 결합법 첫 규명
지성욱 교수팀 Nature Structural and Molecular Biology 게재
성균관대 삼성융합의과학원·미국 록펠러대학·콜드스프링하버연구소 공동연구팀은 마이크로RNA가 유전자의 단백질 생성 기능을 억제하기 위해 단백질 합성 명령을 전달하는 mRNA와 결합할 때, 상보관계가 아닌 경우에도 결합부분을 융기 모양으로 밀어내고 상보적인 부분을 찾아 결합한다는 사실을 규명했다. 지금까지 연구에서는 마이크로RNA 말단 6개의 염기 서열과 정확히 일치하는 mRNA의 염기서열 사이에서만 결합하는 것으로 알려져 있다.
지성욱 삼성융합의과학원 교수가 제1저자 겸 교신저자로서 핵심 역할을 수행한 이번 연구는 과학저널 <Nature>의 자매지 <Nature Structural and Molecular Biology>(IF 12.273) 온라인판에 2월 13일자로 발표됐다.
공동연구팀은 이번 발견을 통해 마이크로RNA가 상보적 염기서열을 가진 종래의 mRNA외에도 더 많은 mRNA를 조절하고 있음을 입증했다. 연동연구팀은 쥐의 대뇌피질과 자궁경부암 세포를 해독한 결과, 마이크로 RNA에 의해 조절되는 mRNA가 약 20%에 달하는 것으로 파악했다.
이번 연구의 핵심인 마이크로RNA는 지난 1993년 Victor Ambros 연구실에서 최초로 발견한 생체 물질로 아고너트(Argonaute)라는 단백질과 결합해 여러 유전자의 mRNA를 인식, 단백질 생성 기능을 억제한다. 마이크로RNA의 경우 정상적인 상황에서는 세포의 분화와 성장에, 기능에 이상이 있을 때는 암·당뇨병·퇴행성 질환 등을 유발하는 관여하면서 생명 현상의 열쇠로 주목받고 있다.
지성욱 교수는 지난 2009년 쥐의 대뇌 피질 안에서 마이크로RNA 454개를 찾아 염기서열을 해독해 마이크로 RNA 유전자 지도를 해독했다. 이와 함께 마이크로RNA에서 유전자에 달라붙어 기능을 방해하는 모든 핵심 부위를 찾아내는 혁신적인 BT-IT 융합기술(Ago HITS-CLIP) 개발에 성공, <Nature>에 연구 논문을 게재했다.
이번 연구는 2009년 연구의 연장 선상에서 진행된 것으로 마이크로RNA에 의해 조절받는 유전자가 훨씬 광범위하다는 사실을 규명했다.
정명희 삼성융합의과학원장은 "이번 연구로 질병 발생 기전을 더 명확히 알게 됨에 따라 보다 많은 유전자를 타겟으로 할 수 있어 미래 의학으로 각광받는 맞춤 치료의 정밀도를 높일 수 있다는 점에서 전 세계 학계의 주목을 받고 있다"고 설명했다. 정 원장은 "이번 지성욱 교수의 연구결과를 중심으로 마이크로 RNA의 특성을 이용, 효과적이면서 부작용이 없는 암·당뇨병·퇴행성질환 치료제와 치료기술을 개발하는데 속도를 낼 계획"이라고 덧붙였다.
삼성융합의과학원은 지난해 2월 성균관대·삼성의료원·삼성그룹 의료 관련 기업이 참여해 설립한 국내 최초의 융합형 의과학 교육·연구기관. 삼성서울병원은 지난 1월 세계 2번째로 헌터증후군 신약을 개발했으며, 줄기세포를 이용한 무릎연골재생치료제 개발에 참여하는 등 연구 부분에서 세계적인 성과를 도출하고 있다.
