전령RNA 분해 비밀 '꼬리'에 있었다

국내 연구팀, 꼬리서열분석법으로 생성에서 분해 규명

▲국내 연구팀이 전령RNA의 생성과 분해과정을 규명했다.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] RNA 분해의 비밀이 '꼬리'에서 발견됐다. 세포내 DNA에 담긴 유전정보는 전령RNA에 의해 복사돼 단백질을 만드는데 이용된다. 유전정보를 전달하는 매개체인 전령RNA의 생성에서부터 분해까지의 과정은 생명현상의 핵심과정이다. 다양한 생리현상과 질병을 이해하는 기초가 된다.

기초과학연구원(IBS, 원장 김두철)의 RNA연구단(단장 김빛내리)이 세포 안에 있는 전령RNA의 분해과정에 숨겨져 있던 새로운 메커니즘을 발견하는데 최초로 성공했다. 연구팀은 최근 연구를 통해 전령RNA의 끝 부분에 유리딘 꼬리가 만들어진다는 것을 밝혀낸 바 있다.

전령RNA(messenger RNA)는 DNA에 보관돼 있는 유전 정보를 단백질로 전달해주는 매개체이다. 모든 생명 활동에 핵심인 물질이다. 전령RNA는 염기서열로 암호화돼 있는 유전 정보를 포함하고 있으며 조절과 보호를 위해 성숙 과정 중에 뒤쪽 말단에 긴 아데닌 꼬리를 가진다. 유리딘(uridine)은 RNA 사슬의 기본 구성단위이며 뉴클레오티드를 구성하는 염기의 한 종류를 말한다. 핵산의 염기서열을 표시할 때 U로 표시한다.

연구팀은 한 발 더 나아가 올해 초 자체 개발한 꼬리서열분석법을 이용해 전령RNA의 분해를 촉진하는 '유리딘화' 현상을 발견하고 이를 담당하는 두 개의 효소(TUT4, TUT7)5)를 처음으로 밝혀냈다. 이번 연구는 전령RNA의 생성에서 분해까지의 전 과정에 대해 보다 깊은 이해를 제공한다. 이전 기술로는 알기 어려웠던 전령RNA 꼬리의 의미를 발견했다는데 중요성이 있다.

전령RNA는 성숙 과정을 거치며 긴 아데닌 꼬리를 갖게 되고 기능을 마친 전령RNA는 긴 아데닌 꼬리가 짧아지며 분해과정이 시작된다. 이렇게 꼬리가 짧아진 전령RNA는 이후 다양한 분해 효소들에 의해 최종적으로 잘게 분해된다.

연구팀은 짧은 아데닌 꼬리에 추가적으로 유리딘 꼬리가 붙는다는 사실을 밝혔고 이렇게 유리딘 꼬리가 붙어있는 전령RNA는 빨리 분해된다는 것을 발견했다.

또 유리딘 꼬리는 두 개의 효소(TUT4, TUT7)에 의해 짧은 아데닌 꼬리를 가진 전령RNA 끝부분에 선별적으로 부착되고 이 두 개의 효소를 인위적으로 제거한 세포에서는 전령RNA의 유리딘 꼬리가 사라지며 분해가 느려진다는 것을 밝혀냈다.

이번 연구결과는 분자생물학을 다루는 셀(Cell, IF 33.116)에 12월 4일자 온라인판(논문명: Uridylation by TUT4 and TUT7 marks mRNA for degradation)에 실렸다. 공동 제1저자는 임재철, 하민주, 장혜식 IBS RNA연구단 연구원이고 교신저자는 김빛내리 서울대 생명과학부 교수이다.

김빛내리 교수는 "이번 연구는 유리딘 꼬리의 의미를 처음으로 밝힌 것"이라며 "인간을 비롯한 포유동물에서 전령RNA의 분해를 이해할 수 있게 됐고 유전자 연구에 중요한 실마리를 제공할 수 있을 것"이라고 설명했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr