기초과학연구원(IBS) RNA 연구단 김빛내리 단장(서울대 생명과학부 석좌교수) 연구팀은 전령RNA¹⁾의 분해를 막는 '혼합 꼬리'를 발견해 전령RNA의 생애와 유전자 조절에 관한 새로운 이해의 틀을 마련했다.

과학기술정보통신부(장관 유영민)와 IBS(원장 김두철)는 이번 연구 성과가 세계 최고 권위지 사이언스(Science, IF 41.058) 誌 온라인 판에 7월 20일 새벽 3시(한국시간)로 게재되었다고 밝혔다.
  ※ 논문명 : Mixed tailing by TENT4A and TENT4B shields mRNA from rapid deadenylation
  ※ 공동 제1저자 : 임재철, 김동완, 이영석 IBS RNA연구단 연구원
  ※ 교신저자 : 김빛내리 IBS RNA연구단장 (서울대학교 생명과학부 교수)

연구진은 전령RNA의 긴 아데닌 꼬리(poly[A] tail)²⁾ 부위에 아데닌 이외의 염기가 혼합된 "혼합 꼬리"가 존재함을 발견하고, 이들 혼합 꼬리가 전령RNA의 분해를 막아 보호함으로써 유전자의 활성을 높이는데 기여한다는 것을 발견했다.

• 연구진은 자체 개발한 대용량염기분석법인 꼬리서열분석법을 적용하여 전령RNA 말단에 아데닌 외의 다른 염기가 추가돼 혼합 꼬리가 만들어지는 변형이 일어남을 밝혔다.
• TENT4 라는 단백질이 아데닌 꼬리의 말단에 혼합 꼬리를 추가하는 역할을 한다는 사실을 발견했다. 또한, 이 혼합꼬리는 분해가 잘 되지 않기 때문에, 전령RNA를 보호하고 RNA의 수명을 늘린다는 사실을 밝혔다.

이번 연구는 전령RNA의 꼬리가 순수하게 아데닌으로만 구성된다는 기존 학설을 반증하고, 혼합 꼬리의 생성 과정과 기능을 규명한 것이다. 혼합 꼬리에 의한 RNA 보호 메커니즘 연구는 RNA를 이용하는 유전자 치료의 효율을 높이는 데 활용될 것으로 기대된다.

김빛내리 IBS 연구단장은 "이번 연구는 RNA의 혼합 꼬리의 기능을 처음으로 밝힌 것"이며 "RNA 꼬리가 유전자 조절에 이용될 수 있다는 사실을 밝힌 것에 의의가 있고, 이는 RNA를 이용한 유전자 치료기술에도 활용될 수 있을 것" 이라고 전했다.

그림설명

▲ [그림] 전령 RNA 혼합 꼬리의 아데닌 꼬리 제거 과정 방해 모식도성숙한 전령RNA는 긴 아데닌 꼬리를 가지고 있는데, 이 꼬리는 전령RNA의 분해를 막고 정상적으로 기능하는데 도움을 준다. 긴 아데닌 꼬리가 탈아데닐화 효소에 의해 짧아지면서 전령RNA의 분해가 일어나게 되는데, 전령RNA에 붙은 혼합 꼬리는 아데닌 꼬리 제거 과정을 방해한다. 그 결과, 전령RNA의 분해가 억제되어 안정성이 높아지고 결론적으로 혼합 꼬리는 전령RNA의 생존에 기여하게 된다.