[과학을 읽다]마이크로RNA 생성 비밀 풀릴까

국내 연구팀, miRNA 생성 관여하는 '드로셔' 단백질 3차원 구조 밝혀내

▲드로셔의 3차원 단백질 구조.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 국내 연구팀이 마이크로RNA(miRNA) 생성에 결정적 역할을 하는 '드로셔(DROSHA)' 단백질의 3차원 구조를 밝혀내 관심이 집중되고 있습니다. miRNA는 세포의 발생, 분화, 사멸, 분열, 암 발생 등 세포내에서 다른 유전자를 조절하는 핵심적 역할을 합니다. 이 같은 miRNA의 생성에 드로셔가 관여하는데 그 구조를 규명한 것입니다.

miRNA의 생성과 발현 과정을 이해하면 유전자 변이나 이상발현으로 생기는 질병의 치료법을 찾아낼 수 있습니다. 이번 연구성과는 miRNA를 이용한 신약 개발 등 응용 연구에 이론적 기반을 제공할 것으로 기대됩니다. 이번 연구는 기초과학연구원(IBS, 원장 김두철) RNA연구단 김빛내리 단장 연구팀이 수행했습니다.

지난해 6월 김빛내리 단장은 우재성 IBS 연구위원(서울대 연구교수)과 드로셔-DGCR8 단백질 복합체(일명 마이크로프로세서)가 1개의 드로셔와 2개의 DGCR8 분자로 구성돼 있음을 처음으로 규명한 바 있습니다. 이번 연구에서는 엑스선결정학 방법으로 드로셔 단백질의 3차원 구조를 규명해 냈습니다. 그동안 불명확했던 드로셔의 일부 작동 원리를 알아낸 겁니다.

엑스선결정학 방법이란 단백질에 엑스선을 쬐어 생기는 고유의 회절 패턴을 겹겹이 쌓아 그 구조를 파악하는 방법을 말합니다. 2003년 드로셔 단백질이 처음 발견된 이후 12년 만에 김 단장 연구팀이 그 3차원 구조를 밝혀낸 것으로 생명과학 분야에 큰 성과로 기록될 만한 연구입니다.

드로셔 단백질의 3차원 구조를 처음으로 파악함으로써 그 작동 원리를 보다 세부적이고 깊게 이해할 수 있는 바탕을 마련한 것이죠. 이번 연구에서 miRNA 생성과정에서 재료물질(miRNA 1차 전구체)절단을 담당하는 마이크로프로세서의 드로셔 분자가 DGCR8 분자 두 개와 결합하는 위치를 명확히 규명했습니다.

연구팀은 드로셔 단백질 3차원 모델링을 통해 마이크로프로세서 중 드로셔의 돌출부가 miRNA 1차 전구체의 하단 분기점에 끼워져 분기점을 인식하고 정확한 위치를 절단하는 모델을 제시했습니다. 나아가 드로셔 단백질의 3차원 구조가 miRNA 2차 전구체의 절단에 관여하는 다이서 단백질과 구조적으로 유사함을 확인했습니다. 드로셔와 다이서가 같은 단백질로부터 진화했을 수 있다는 새로운 진화가설도 제시한 셈입니다.

이번 연구결과는 miRNA 생성과정의 이해를 한층 확장했습니다. 김빛내리 단장은 "이번 연구는 지난 6월 Cell 논문을 통해 드로셔-DGCR8 복합체 기능과 구성을 밝힌 데서 더 나아가 드로셔의 구조를 밝힌 것"이라며 "연속성 있는 연구가 가능한 환경에서 이뤄낸 쾌거"라고 말했습니다.

이번 연구 결과는 생명과학분야 학술지인 셀(Cell, IF 33.116)지 12월31일자(우리나라 시간 1일1일) 온라인에 게재됐습니다.