분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2009-10-26 10:15:50 , Hit : 5125
 세균 속에 있는 RNA 복구시스템의 발견


KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-10-22

  
이번 달 Science 지와 Proceedings of the National Academy of Sciences지에 새로운 연구를 게재한 미국 일리노이 대학 생물화학 교수인 Raven H. Huang교수와 그의 동료들은 세균에서 최초의 RNA 복구시스템을 발견하였으며, 이를 설명하고 있다. 사실 이는 T4 파지에서 나온 두개의 단백질들의 발견과 함께 밝혀진 바가 있다. 즉, 이 연구에서 발견된 RNA 복구시스템은 두번째의 복구시스템 발견인 것이다 (여기서 T4 파지란 세균을 공격하는 바이러스를 말한다).

새롭게 발견된 세균성 RNA 복구시스템의 진귀함이란 손상된 RNA가 봉해지기 전에, 메틸기가손상된 RNA의 난할(卵割) 지역에 있는 두 개의 기본적인 수산기(水酸基)에 더해지고 있으며, 그로 인해, 난할 지역에 다시 분리되는 것을 불가능하게 만든다는 것을 보여준다는데 있다. 이러한 절차를 거쳐 복구된 RNA는 사실 새로운 것보다 더 나은 상태를 띄게 된다.

이러한 발견은 리보톡신(ribotoxin)에 맞서는 세포들을 보호하기 위한 좋은 시사점을 보여주고 있다. 리보톡신이란 단백질 번역(protein translation)을 수반하는 RNA를 분리시킴으로써 세포들을 죽이는 하나의 독소를 말한다. 새롭게 발견된 RNA 복구시스템에서의 메틸레이션(methylation: 메틸화)에 반응하는 효소는 Hen 1 homolog이기 때문에, 우리들의 연구는 RNA 간섭과 식물, 동물, 그리고 다른 진핵세포의 유전자 설명을 이해하는데 많은 도움을 준다. 진핵성 Hen1은 다이서(dicer)와 아고너트(rgonaute)와 함께-세 가지 기초효소 중 하나이다. 이는 RNA 간섭현상에서 19-30 뉴클레오티드의 코드화되지 않은 작은 RNA의 발생에 본질적인 역할을 하는 효소를 말한다.

지금까지 RNA를 연구한 대부분의 과학논문들이 전체적인 RNA 복구과정의 메커니즘을 설명하는데 반해, PNAS에 게재된 본 연구는 메틸레이션 작용의 화학적 반응에 초점을 맞추고 있다. 특히, 세균성 Hen 1의 메틸트란스퍼레이스(methyltransferase)의 크리스탈 구조에 초점을 맞추고 있다. 메틸트란스퍼레이스란 메틸기의 전이반응을 촉매하는 효소를 말한다. 진핵성 Hen1이 똑같은 화학반응을 발생하기 때문에, 이 연구는 진핵생물체의 RNA 간섭에 대한 보다 많은 이해를 도울 수 있는 것이다.

Huang 교수는 다음과 같이 말하고 있다.
”Hen1은 진핵생물체에서 RNA 간섭을 위한 코드화되지 않은 RNA들을 발생시키는 세 가지 기초 효소들 중 하나이다. 우리는 Hen1 homolog가 세균안에 존재하는 것을 발견하였다. 하지만, 세균들은 RNA 간섭을 가지고 있지 않다. 그래서 우리는 세균성 Hen1이 무엇을 위해 사용되는 지를 발견하는데 많은 관심을 가지고 있다.”

“우리의 연구는 세균성 Hen1이 진핵생물에서 세균성 Hen1의 다른 쪽과 같은 화학반응을 실행하고 있다는 것을 설명하고 있다. 이것은 사실 놀랄만한 것은 아니다. 우리들을 정말 놀라게 한 것은 세균성 Hen1이 RNA 간섭과 깊은 관련성을 가지고 있다는 기존의 발견과는 다른 이러한 세균성 Hen1이 RNA 복구와 조절시스템의 한부분이라는 것을 밝혀낸 사실이다. 그리고 Hen1은 복구된 RNA를 생성하기위해 반응한다. 그것은 ‘새로운 것보다 더 나은 상태를 뜨게 된다.’”

? 파지(phage) : 파지는 세균에 기생하여 살아가는 세균성 바이러스를 말한다. T형 파지는 올챙이(tadpole) 모양으로 생겨서 T파지라고 부르며, T2, T4, T6등 여러가지가 있다. 파지들의 증식은 DNA로 한다.
? 메틸기 (methyl group]: 분자의 나머지 원자단과 연결되어 있는 탄소원자 하나에 3개의 수소원자가 결합한 유기화합물의 가장 일반적인 구조단위 중의 하나.
? 수산기(droxyl group):수산기 (水酸基). 각 1원자의 산소와 수소로 결합되어 -OH로 표시되는 1가의 기
? RNA 간섭(RNA interference): RNAi(RNA interference)이란 핵산의약의 일종으로 효소 및 수용체 등의 단백질에 작용하는 기존의 저분자의약과는 달리, 각종 질환의 원인이 되는 단백질을 만들어내는 유전자(mRNA)에 직접?선택적으로 작용하는 특징을 갖는다.








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