이강석 교수‧배지현 교수(중앙대학교) 연구팀이 이종(異種) rRNA에 의한 단백질 합성 조절이 패혈증을 유발하는 비브리오균의 생존 비결임을 규명했다고 한국연구재단이 밝혔다.

rRNA는 리보솜을 구성하는 RNA로 단백질 합성에 필요한 다양한 효소활성이 있다.

각 생명체에는 가장 적합하게 진화한 한 가지 종류의 rRNA를 가지고 있다는 것이 정설이다. rRNA는 단백질을 합성하는 데 기여하므로 생물 종마다 특이적이고 진화적으로 잘 보존돼 있다. 그러나 최근 말라리아, 방선균, 비브리오균 등의 병원성 세균에서 여러 종류의 변이 rRNA가 발견됐고 이들의 기능과 역할은 밝혀지지 않았다.

연구팀은 변이 rRNA가 유전자 발현을 조절함으로써 온도 변화, 영양 결핍 등의 환경 변화에 대응한다는 신개념 생존 원리를 규명했다.

연구팀은 비브리오 균에서 가장 변형이 심한 rRNA을 대상으로 그 기능을 연구했다. 변이 rRNA는 일반 rRNA가 표적으로 하지 않는 특정 mRNA를 표적으로 해 선별적으로 단백질을 합성하는 능력을 가지고 있다는 것이 밝혀졌다.

이러한 연구 결과는 하나의 생명체에서 다양한 rRNA가 존재하는 이유에 대한 근본적인 해답을 제시한 것이다. 뿐만 아니라 rRNA가 mRNA로부터 단백질을 합성하는 단순한 중간연결자가 아니라 환경 변화에 맞추어 필요한 mRNA를 선별한다는 신개념 유전자 발현 조절 원리를 규명한 것으로서 학술적인 기여가 높다.

연구팀은 “보다 다양한 세균을 대상으로 연구를 확대해 변이 rRNA의 선별적 단백질 합성이 보편적인 생명활동임을 정립할 계획”이라며, “병원성 미생물의 예방 및 치료에 필요한 새로운 표적 생체분자를 제공할 수 있을 것”이라고 전망했다.

이 연구는 과학기술정보통신부‧교육부‧한국연구재단 기초연구사업(선도연구센터, 중견연구, 기본연구)의 지원으로 수행됐다.

미생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 마이크로바이올로지(Nature Microbiology)’에 2월 4일 논문명 ‘Divergent rRNAs as regulators of gene expression at the ribosome level’, 송우석 박사(공동 제1저자, 중앙대), 주민주 박사(공동 제1저자, 중앙대), 염지현 박사(공동 제1저자, 중앙대), 신은경 박사(공동 제1저자, 중앙대), 이민호 박사(공동 제1저자, 중앙대), 최형균 교수(중앙대), 황지환 교수(부산대), 김용인 연구원(한국표준과학연구원), 서라민 연구원(한국표준과학연구원), 이진환 박사(한국표준과학연구원), Christopher J. Moore 박사(스탠포드 대학교), 김용학 교수(카톨릭대), 윤성일 교수(중앙대), 한윤수 교수(중앙대), 배지현 교수(교신저자, 중앙대), 이강석 교수(교신저자, 중앙대) 등으로 게재됐다.