분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2008-01-03 15:02:09 , Hit : 4828
 백혈병에서 microRNA의 새로운 기능 발견

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2008-01-02

MicroRNA는 21-25 개의 뉴클레오타이드(nucleotide)로 구성된 단일가닥 RNA 분자로서 진핵생물의 유전자 발현을 제어하는 새로운 조절물질이다. MicroRNA는 DNA로부터 복사되지만 단백질에 대한 코드를 포함하지는 않으며, 다른 유전자의 활성을 조절하고 종종 단백질을 코딩하는 mRNA를 파괴하거나 세포 내에서 mRNA의 활성을 방해하기도 한다. 현재 마우스의 게놈에서 발견된 microRNA는 377개이며, 인간의 microRNA는 474개가 발견되었다. MicorRNA는 새로운 형태의 생체 조절물질로서 다양하고도 필수적인 기능을 가질 것으로 추측되고 있다. 그 기능에 관한 연구는 진핵생물 유전자 발현조절을 이해하는데 중요한 역할을 할 것으로 학계에서도 전망하고 있다. 또한 황반변성, 만성 골수성백혈병, 임신 자간전증 등 다양한 질병의 치료제로 활용될 가능성이 타진되고 있다(GTB2007040657, GTB2007030209).

지난 수년 간 수백 종의 microRNA가 발견되었으며, 이들에 의해 전량 RNA를 조절함으로서 이에 따른 단백질 생성의 차단을 가져오는 것으로 밝혀졌다. 이런 방법을 통하여 micorRNA들은 일반적으로 세포의 증식, 죽음, 발생 그리고 분화 동안의 어떤 시기에 중요한 생물학적 기능을 하는 스위치들을 끄고 키게 된다. 하지만 이들이 부적절하게 활성화되면 유해한 결과가 초래될 수 있는데, 일부의 암에서 이러한 현상이 일어난 것으로 보인다. 2006년 4월 ‘PNAS’에는 miR155라는 microRNA가 일부 형태의 백혈병과 림프종에서 비정상적인 활성을 보이고, 유방과 폐암 환자에서 이런 현상이 보이면 예후가 나쁘다는 연구결과가 발표되었다(GTB2006040949).

이번에 오하이오 주립대학 종합 암센터의 과학자들이 만성 골수성 백혈병(CML)이 치료가 용이한 만성기에서 목숨을 위협하는 급성기(blast crisis)로 나아가는 데 microRNA라 불리는 소분자 물질이 큰 역할을 함을 발견했다. 이번 연구에서 이용된 세포들은 급성기 CML 환자들에게서 채취했다. 세포들 중에서 특정 백혈구 전구세포가 미성숙 상태에서 성숙 상태가 될때 miR-328이라는 microRNA가 비정상적으로 낮아짐이 확인되었다. 미성숙 백혈구가 혈액과 골수에 축적되는 것이 약물 저항성 급성기 백혈병에 들어서게 됨을 보여주는 신호라고 한다. 연구를 주도한 다닐로 페로티교수는 “우리의 결과는 글리벡이나 스프리셀과 같은 기존 약물로 충분한 효과를 얻지 못하는 CML 환자들에게 microRNA 수치를 조정하는 방식이 새로운 유망 치료법이 될 수 있음을 보여주고 있다. 또한 이번 결과는 microRNA가 정상 세포의 암세포로의 변화나 진전에서 어떤 역할을 하는지를 이해하는데 도움이 될 것이다.”라고 설명했다.

과학자들은 전부터 microRNA가 때때로 전령 RNA에 결합하는 것도 발견했다. 전령 RNA는 세포의 단백질 생산 기구에서 중추적인 역할을 하기 때문에, microRNA가 세포에서 만들어지는 단백질의 형태와 양을 조절하는데 도움이 된다고 한다. 이와 달리 이번 연구에서는 microRNA가 단백질과 결합하여 그 기능에 영향을 미침을 처음으로 입증했다. 구체적으로 miR-328은 급성기 CML에서 특정 단백질과 직접 결합하여 미성숙 백혈구의 성숙을 저해했다고 한다. 페로티교수는 “우리는 miR-328이 단백질을 묶는 유인(decoy) 역할을 하는 것으로 믿고 있다. 때문에 백혈구들이 성숙하지 못하는 것이다.”라고 지적했다.

CML이 만성기에서 급성기로 진전될 때 miR-328의 수치가 급락하여 단백질들이 극단적으로 활성화되게 된다. 그 결과로 백혈구 전구세포가 성숙화되어서 CML이 급성기 상태로 전환되게 된다고 한다. 페로티교수는 “이번 결과는 CML의 급성기 전환을 이해하는데 큰 도움이 된다. 또한 이들은 백혈병의 발생과 발달에 관련된 새로운 경로를 찾는데도 도움이 된다”라고 설명했다.







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