국내연구진에 의해 암 발생 억제와 줄기세포 분화에 중요한 '마이크로RNA' 생성을 조절하는 새로운 단백질이 발견됐다. 이번 연구 성과는 일반 세포에서 줄기세포를 만들 수 있는 이론적 토대를 마련한 것으로 평가 받고 있다.
교육과학기술부(장관 안병만)는 서울대학교 생명과학부 김빛내리 교수팀이 '마이크로RNA'의 생성을 조절하는 새로운 단백질을 세계 최초로 발견했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계 최고 권위의 과학저널인 '셀(Cell)'지 21일자에 게재됐다.
'마이크로RNA'는 세포 내에서 다양한 유전자를 조절함으로써 세포의 분화, 성장, 사멸 등 모든 생명 현상에 관여하는 것으로 알려져 있다.
'마이크로RNA' 생성과정을 정교하게 제어하는 것은 세포의 정상적인 기능을 유지하는 데 필수적이며 이 과정에 문제가 생기면 암과 같은 질병이 발생할 수 있는 것이다.
연구팀은 그동안 '마이크로RNA'가 세포 내에서 어떻게 생성되는지에 대해서 많은 연구가 진행됐지만 그 양이 어떻게 조절되고, 제거되는지에 대한 연구는 거의 이뤄지지 않았다고 설명했다.
김 교수팀은 이번 연구에서 'let-7 마이크로RNA'의 양을 조절하는 단백질 'TUT4'를 발견하고 이 단백질이 줄기세포의 기능에 필수적인 요소임을 증명했다.
'let-7 마이크로RNA'는 초창기에 발견된 '마이크로RNA' 중 하나로 줄기세포 분화에 중요하며, 암의 형성을 막는것으로 알려져 있다.
김 교수팀은 지난해 줄기세포와 간암세포를 이용해 세포 분화와 암 억제에 중요한 'let-7 마이크로RNA'의 생성과정이 새로운 메커니즘을 통해 조절되고 이 과정에서 줄기세포 기능에 중요한 'Lin28'이라는 단백질이 'let-7'이 생성되기 바로 전 단계의 물질에 결합해 조절에 관여한다는 연구결과를 발표한 바 있다.
연구팀 관계자는 "이번 연구를 통해 'TUT4'라는 단백질이 'Lin28'과 결합한 'let-7'를 인지해 그 전구체 말단에 '뉴클레오티드'를 붙여서 원래 모양을 변형시킨다는 사실을 밝혀냈다"고 설명했다.
김 교수팀에 따르면 전구체에 이같은 변형이 일어나면 '마이크로RNA' 생성이 중단되고 전구체가 분해돼 세포 내의 'let-7 마이크로RNA'의 양이 현저하게 감소한다.
또한 김 교수팀은 'Lin28' 단백질이 어떻게 마이크로RNA 전구체를 인지하는지에 대해 생화학적 방법으로 규명하고 'Lin28'과 'TUT4'에 의해 조절 받는 다른 '마이크로RNA' 전구체들을 찾아냈다.
김 교수팀은 "이는 이번에 밝혀낸 작용 메커니즘이 'let-7 마이크로RNA'에 특이한 현상이 아니라 '마이크로RNA'의 생성 과정을 보편적으로 조절할 수 있다는 것을 의미한다"고 설명했다.
연구팀은 또 'Lin28'과 'TUT4'가 줄기세포 분화에 관여한다고 알려진 'let-7 마이크로RNA'를 조절함으로써 줄기세포를 유지한다는 사실을 실험을 통해 증명했다.
김빛내리 교수는 "이번 연구는 배아 수정란을 통해 줄기세포를 배양하는 것이 아닌 일반 세포에서 줄기세포를 만드는 기술을 개발하는 데 이론적 기초를 제공하는 것"이라며 "'Lin28'과 'TUT4'를 직접 조작하거나 이들의 기능을 막는 물질들을 발굴하면 획기적인 항암제를 개발할 수 있을 것으로 보인다"고 밝혔다.
김철현 기자 kch@asiae.co.kr
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