분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2009-01-30 00:07:18 , Hit : 5273
 불량 mRNA의 품질관리기구에 의한 mRNA 유사 비암호화 RNA의 억제

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-01-27

  
일본의 독립행정법인 이화학연구소는 애기장대 (Arabidopsis thaliana)의 다양한 유전자에 대한 RNA 발현량을 검출할 수 있는 Tiling Array를 이용하여 불량 mRNA를 분해하는 세포 내 기구인 “nonsense-mediated mRNA dacay (NMD)”가 단백질을 암호화하지 않는 RNA인 대부분의 mRNA 유사 비암호화 RNA (mRNA-like noncoding RNA; mlncRNA)를 억제한다는 사실을 밝혀냈다고 2009년 1월 27일자 보도를 통하여 발표했다. 이것은 리켄 식물과학연구센터 식물게놈발현 연구팀의 세키 (? 原明) 팀리더를 비롯한 팀원들과 생명정보기반 연구개발부문 등과의 공동 연구에 의한 성과이다.

최근에 사람을 비롯한 동식물 등 진핵생물의 게놈으로부터 대량의 mlncRNA가 전사된다는 사실이 밝혀졌다. 이들 mlncRNA는 특정 단백질을 암호화하는 유전자 (sense)의 상보적인 유전자 사슬로부터 전사되는 antisense RNA와 그 외의 것들로 분류된다.

위 연구팀은 애기장대의 mlncRNA의 발현제어기구에 관한 분자 수준의 해석을 진행해왔으며, 그 과정 중에 많은 mlncRNA가 불량 RNA를 분해하는 NMD기구의 표적분자로써 이용될 수 있는 구조를 가지고 있다는 사실에 근거하여 NMD기구에 의해 mlncRNA가 항상적으로 억제될 가능성이 높다고 생각하였다.

연구팀은 NMD기구가 작용하기 위해서 필요한 유전자인 UPF1, UPF3 유전자의 기능을 억제시킨 knockdown 변이체인 upf1-1와 upf3-1에 대한 trascriptome을 전체 게놈으로부터 발현된 RNA를 종합적으로 검출할 수 있는 Tiling Array를 이용하여 조사하였으며, 얻어진 자료를 스플라이싱 (splicing) 개시점을 예측할 수 있는 ARTADE (Arabidopsis Tiling Array-based Detection of Exons)법 (참고 문헌: Toyoda and Shinozaki (2005) Plant J. 43: 611-621)에 의해 해석한 결과, NMD기구에 의해 억제되는 후보 mlncRNA로써 기존에 알려진 36종의 mlncRNA와 더불어 신규로 발견된 mlncRNA 97종을 동정하였다. 또한, 동정된 mlncRNA의 70-80%가 antisense RNA로 분류된다는 사실을 확인하였다. 이번에 얻어진 Tiling Array의 결과 자료는 2008년 3월 19일자로 (GTB2008030514) 공개된 RIKEN Hub Database Project의 일환으로 게놈 상에 존재하는 다양한 유전자 정보를 망라하는 다수의 데이터 베이스군을 동시에 검색하여 가시화할 수 있는 웹기반의 소프트웨어인 리켄의 OmicBrowse (http://omicspace.riken.jp/gps/group/psca3)를 통해서 공개 중이다.

위 연구는 Tilling Array를 이용하여 NMD기구에 의한 mlncRNA의 억제를 최초로 총망라적으로 보여준 것으로 현재까지 식물만이 아닌 동물을 포함하여 mlncRNA의 기능에 대해 밝혀진 것은 거의 없다. 따라서, 이번 연구성과는 진핵세포에서 mlncRNA의 역할 및 기능의 이해에 크게 기여하는 것은 물론 사람을 비롯한 동물에서의 NMD기구의 작용 메커니즘 해명으로 연결될 것으로 기대된다.

위 연구성과는 미국 과학아카데미의 학술지인 “Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)”를 통해 2009년 1월 27일자로 게재될 예정이다.








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