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국내 연구진이 생체 내 신 유전자 발현 조절 메커니즘을 규명해 화제다.
교육과학기술부(장관 안병만)는 고려대학교 생명과학대학 김윤기 교수팀과 포스텍 생명과학부 장승기 교수팀이 생체 내에서 일어나는 새로운 유전자 발현 조절 메커니즘을 규명해, 이 메커니즘과 관련된 새로운 단백질을 발굴하는데 성공했다고 1일 밝혔다.
이번 연구결과는 교과부와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 추진하는 일반연구지원사업 기본연구와 중견연구자지원사업 핵심연구의 지원을 받아 수행된 것이다. 김윤기 고려대 교수와 장승기 포스텍 교수의 주도 하에 김경미 박사과정생, 조하나 석박사통합과정생, 최고봉 박사가 참여했으며 해외 유명 과학저널인 ‘Genes and Development’ 온라인 판에 발표됐다.
유전병, 암 분자생물학적 이해 기반 마련
DNA 상의 모든 유전자는 최종적으로 단백질로 발현되기 위해서 여러 단계에서 조절을 받게 된다. 연구팀은 핵에 존재하는 단백질인 CBC(Cap-Binding Complex)에 의해 단백질 번역이 유도되는 새로운 유전자 발현 조절 기전을 규명했고, 이 조절에 관여하는 새로운 단백질을 발굴하는데 성공했다. 이 단백질은 CTIF라고 명명됐다.이로써 이번 연구는 새로운 유전자 발현 조절 메커니즘과 관련 인자를 규명했을 뿐만 아니라, 앞으로 NMD 유발 질병인 유전병과 암을 분자생물학적으로 이해하는데 기반을 마련한 것으로 평가받고 있다.
김윤기 교수는 “CTIF 단백질을 발견하고 그 기능을 규명한 것은 사람의 세포에서 일어나는 새로운 유전자 발현 조절 기전의 발견뿐만 아니라, 이 단계에서의 조절은 NMD와 직접적으로 연관이 있으므로 CTIF을 이용한 NMD 저해제 개발 가능성을 제시하였다”라고 연구 의의를 설명하였다.
| Nonsense-mediated mRNA decay (NMD) 많은 종류의 유전자 발현조절 기전 중, 특히 mRNA의 양질조절 (quality control)에 관여하는 대표적인 기전으로 Nonsense- mediated mRNA Decay (NMD)가 잘 알려져 있다. NMD 기전은 mRNA 상에서 비정상인 단백질 종결코돈 (Premature termination codon; PTC)이 생성되었을 경우, 이 mRNA를 인식하여 최종적으로 세포내에서 제거하는 기전이다. 만약 PTC를 가지는 mRNA가 NMD 기전에 의해 인식이 되지 않을 경우, mRNA는 정상길이의 단백질보다 짧은 단백질을 발현하게 되고, 이렇게 생성된 짧은 단백질이 dominant-negative effect를 지닐 수 있는 단백질이라면 정상 단백질의 기능을 억제함으로써 세포의 기능을 저해할 수 있다. 즉, NMD 기전은 세포에게 해를 줄 수 있는 비정상적인 짧은 단백질의 발현을 mRNA 상에서 미리 인식하고 이를 제거하는 일종의 품질검증 기전이라고 볼 수 있다. 현재까지 보고된 모든 유전병의 약 30%는 PTC에 기인하는 것으로 알려져 있다. mRNA 상에 생성된 PTC의 대부분은 NMD 기전과 밀접한 관련이 있을 것으로 생각할 수 있다. 뿐만 아니라, 최근에는 NMD 기전과 발암과정과의 연관성에 관한 보고가 축적되고 있다. |
- 김청한 기자
- chkim@kofac.or.kr
- 저작권자 2009-09-02 ⓒ ScienceTimes
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