분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2007-05-18 14:03:31 , Hit : 4762
 마이크로RNA 유전자 발현 억제 기전 규명

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2007-05-17

마이크로RNA(microRNA)는 약 22개 크기의 리보핵산(RNA) 조각으로 목표 RNA의 번역을 억제하는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 전사 이후 유전자 발현 조작은 새로운 것으로 1993년 최초 보고가 있은 후 인간에서만 현재까지 약 600개의 마이크로RNA가 보고 되었으며 이 작은 RNA가 인간 유전자 약 30% 정도의 발현을 조절한다고 여겨지고 있다. 최근 암 발생, 심장 비대 등 여러 질병들과의 연관 관계가 밝혀지면서 마이크로RNA에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔지만 어떻게 해서 유전자 발현을 억제하는지 정확한 분자 생물학적인 기전은 알려져 있지 않았다. 5월16일자 Nature 온라인 판에 발표된 미국 연구진의 논문은 그 질문에 대한 해답을 제시해 주고 있다.

마이크로RNA가 작용하기 위해 필요한 특정 단백질이 있다고 생각한 미국 필라델피아 위스타연구소(Wistar Institute)의 쉬카터(Shiekhattar, PhD) 박사 연구팀과 미국 샌디에고 소재 캘리포니아대학(University of California, San Diego) 파스퀴넬리(Pasquinelli, PhD) 박사 연구팀은 마이크로RNA가 관여한다고 알려진 리보핵단백질복합체(RISC, RNA-induced silencing complex)를 분리하고 어떤 단백질이 그것과 결합을 하고 있는지 살펴보기로 하였다. 그 과정에서 연구팀은 기존에 알려져 있지 않던 eIF6가 리보핵단백질복합체와 결합하고 있음을 밝혀냈다. eIF6는 60S 리보좀(ribosome)과 결합해 80S 리보좀이 60S 리보좀과 결합하는 것을 방해한다고 알려져 있다. 따라서 RNA가 단백질로 변환되기 위해서는 60S 리보좀이 80S 리보좀과 만나 RNA 번역 장치를 형성해야 하는데 eIF6은 이러한 과정을 억제하는 것으로만 알려져 있었다.

eIF6가 마이크로RNA의 작용에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 연구팀은 eIF6 단백질 양을 줄인 후 마이크로RNA가 특정 유전자 발현을 억제할 수 있는지 실험을 해 보았다. 인간 세포주를 이용한 실험에서 사용된 3가지 종류의 마이크로RNA 모두 eIF6 단백질 발현이 줄어든 상태에서는 유전자 억제 능력이 유의미하게 저하되는 사실을 발견했으며 선충 (C. elegans)을 이용한 실험에서도 eIF6가 마이크로RNA 작용에 중요한 역할을 함을 발견하였다.

이와 같은 연구 결과는 마이크로RNA가 목표 RNA 말단에 붙어서 그 안정성을 변화시키거나 RNA 번역 과정 중 그 효율을 낮춘다는 가설과는 대치되는 새로운 주장이다. 왜냐하면 eIF6는 RNA 번역 장치가 형성되는 초기 단계에 작용하는 물질로 알려져 있기 때문이다. 따라서 이번 연구는 마이크로RNA의 유전자 발현 억제 기전이 RNA 번역 장치 형성 억제제인 eIF6을 통해 RNA를 단백질로 변환시키는 시작 단계부터 작용함을 시사해 주고 있다.


Nature,doi:10.1038/nature05841(2007)







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