이중가닥 RNA와 RNA 결합단백질이 세포 분열 조절

- 세포분열 조절의 새로운 기전 최초로 발견 -

□ 미래창조과학부(장관 최양희)와 국제과학비즈니스벨트 핵심 기관인 IBS(기초과학연구원, 원장 김두철)의 RNA연구단(단장 김빛내리) 연구팀이 이중가닥 RNA*가 RNA 결합 단백질**(PKR, Protein Kinase R, 인산화 효소R)1)을 통해 인간 체세포분열을 조절한다는 새로운 기능을 밝혀냈다.

* 이중가닥 RNA: 상보적인 서열을 통해 결합되어 있는 RNA

** RNA 결합 단백질: RNA서열 또는 구조를 인지하여 상호작용하는 단백질

o 세포분열은 모든 세포성장의 핵심 현상이며 세포분열이 어떻게 조절되는지에 따라 세포의 운명이 결정되므로 이를 밝히는 것은 매우 중요하다.

o 연구진은 체세포분열이 일어날 때 이중가닥 RNA가 바이러스 감염시 면역반응을 일으키는 효소로 알려진 PKR을 체세포 분열 중기에 활성화시키는 것을 최초로 발견했다.

※ 체세포분열은 세포가 자라는 간기와 세포가 두 개로 분열하는 중기로 구분함

o 이는 PKR의 활성화를 억제하면 중기 체세포분열 인자들의 발현방식이 바뀌고, 중기 진행이 느려지며 세포분열에 문제가 생김을 의미한다.

o 연구진은 체세포분열 결함은 암세포 초기발달의 특징 중 하나이기 때문에 이중가닥 RNA를 통한 PKR 활성화 조절이 암세포 생성 과정에 대한 이해와 억제 원리를 규명하는데 중요한 단초를 제공할 것으로 보고 있다.

□ 이번 연구 성과는 셀(Cell)의 자매지로 알려진 셀 리포트誌*2)(Cell Reports, IF 7.207)에 11월 6일자로 게재될 예정이다.(온라인 10.23)

o 연구팀은 앞서 생명공학분야 세계적 권위지인 진스 앤드 디벨롭먼트**3)(Genes & Development, IF 12.639)에 관련 논문을 발표(6.15)한 바 있고 이번 연구는 그 후속 성과다.

* (논문제목) 인간 tarbp2 유전자를 제거하여 TRBP 단백질의 세포내 마이크로 RNA 타깃과 세포주기에서의 기능을 밝힘(Deletion of Human tarbp2 Reveals Cellular MicroRNA Targets and Cell-Cycle Function of TRBP, Cell Reports, 11.6)

(제1저자) 김유식 IBS RNA연구단 박사, 여진아 박사과정생,
이정현 서울대학교 생명과학부 박사

(교신저자) 김빛내리 IBS RNA연구단 단장(서울대학교 생명과학부 교수)

** (논문제목) PKR은 체세포분열 중기 동안 세포 내 이중가닥 RNA에 의해 활성화되고 체세포 분열의 조절자로 기능함(PKR is activated by cellular dsRNAs during mitosis and acts as a mitotic regulator, Genes & Development, 6.15)

(제1저자) 김유식 IBS RNA연구단 박사

(교신저자) 김빛내리 IBS RNA연구단 단장(서울대학교 생명과학부 교수)

□ 이중가닥 RNA와 PKR에 관한 이번 연구는 세포주기와 RNA의 역할에 대한 새로운 연구방향을 제시했다고 평가받고 있다.

o 연구팀은 PKR이 세포주기에서 조절되며 세포분열을 조절하는 인자로서 기능을 제시하고 이중가닥 RNA가 세포주기에서 신호전달 물질로써 기능한다는 사실을 밝혔다.

o 후속 연구를 통해 TRBP(TAR RNA Binding Protein)4) 단백질의 이미 알려진 기능 외에 PKR을 통한 세포주기를 제어하는 기능을 새롭게 발견했다.

□ 김빛내리 IBS RNA연구단장은 “이번 연구성과는 향후 면역반응을 일으키는 여러 유전자들의 기능 및 이중가닥 RNA의 세포 내 기능을 이해하는데 새로운 연구방향을 제시할 것이다.”라고 전했다.