기초과학연구원 RNA 연구단, 전령 RNA 분해 늦추는 혼합 꼬리 발견

▲ 전령 RNA 혼합 꼬리의 아데닌 꼬리 제거 과정 방해 모식도
성숙한 전령 RNA는 긴 아데닌 꼬리를 갖고 있는데, 이 꼬리는 전령 RNA의 분해를 막고 정상적으로 기능하는 데 도움을 준다. 긴 아데닌 꼬리가 탈아데닐화 효소에 의해 짧아지면서 전령 RNA의 분해가 일어나게 되는데, 전령 RNA에 붙은 혼합 꼬리는 아데닌 꼬리 제거 과정을 방해한다. 그 결과 전령 RNA의 분해가 억제돼 안정성이 높아지고 결론적으로 혼합 꼬리는 전령 RNA의 생존에 기여하게 된다.
기초과학연구원(IBS) RNA 연구단 김빛내리 단장(서울대 생명과학부 석좌교수) 연구팀은 전령 RNA의 분해를 막는 ‘혼합 꼬리’를 발견해 전령 RNA의 생애와 유전자 조절에 관한 새로운 이해의 틀을 마련했다.

전령 RNA(mRNA)는 DNA에 보관돼 있는 유전 정보를 단백질로 전달해 주는 매개체로, 모든 생명 활동의 핵심인 물질이다.

연구진은 전령 RNA의 긴 아데닌 꼬리(poly[A] tail) 부위에 아데닌 이외의 염기가 혼합된 ‘혼합 꼬리’가 존재함을 발견하고, 이들 혼합 꼬리가 전령 RNA의 분해를 막아 보호함으로써 유전자의 활성을 높이는 데 기여한다는 것을 발견했다.

긴 아데닌 꼬리(poly[A] tail)는 전령 RNA 뒤쪽 꼬리에 존재하는 염기서열로, 전령 RNA를 보호하는 역할과 단백질 합성을 촉진하는 역할을 한다고 알려져 왔다.

연구진은 자체 개발한 대용량염기분석법인 꼬리서열분석법을 적용해 전령 RNA 말단에 아데닌 외의 다른 염기가 추가돼 혼합 꼬리가 만들어지는 변형이 일어남을 밝혔다.

TENT4라는 단백질이 아데닌 꼬리의 말단에 혼합 꼬리를 추가하는 역할을 한다는 사실을 발견했다. 또한, 이 혼합꼬리는 분해가 잘 되지 않기 때문에, 전령 RNA를 보호하고 RNA의 수명을 늘린다는 사실을 밝혔다.

이번 연구는 전령 RNA의 꼬리가 순수하게 아데닌으로만 구성된다는 기존 학설을 반증하고, 혼합 꼬리의 생성 과정과 기능을 규명한 것이다. 혼합 꼬리에 의한 RNA 보호 메커니즘 연구는 RNA를 이용하는 유전자 치료의 효율을 높이는 데 활용될 것으로 기대된다.

김빛내리 IBS 연구단장은 “이번 연구는 RNA의 혼합 꼬리의 기능을 처음으로 밝힌 것”이며 “RNA 꼬리가 유전자 조절에 이용될 수 있다는 사실을 밝힌 것에 의의가 있고, 이는 RNA를 이용한 유전자 치료기술에도 활용될 수 있을 것”이라고 전했다.

과학기술정보통신부와 IBS(원장 김두철)는 이번 연구 성과가 사이언스(Science, IF 41.058)誌 온라인 판에
논문명 ‘Mixed tailing by TENT4A and TENT4B shields mRNA from rapid deadenylation’, 임재철(공동 제1저자, IBS), 김동완(공동 제1저자, IBS), 이영석(공동 제1저자, IBS), 하민주(IBS), 이미혜(IBS), 여진아(IBS), 장혜식(IBS), 송재원(IBS), 안광석(IBS), 김빛내리(교신저자, IBS) 등으로 7월 20일 새벽 3시(한국시간)에 게재됐다고 밝혔다.

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