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빛으로 단백질 합성 조절한다…광유전학 기술 개발

IBS "세포 내 전령RNA 이동 제어…관련 질병 연구에 기여"

빛으로 세포 내 단백질 합성을 조절할 수 있는 기술이 개발됐다.

기초과학연구원(IBS)은 인지및사회성연구단 허원도·이상규 연구위원 연구팀이 빛을 이용해 ‘전령RNA'(mRNA)의 이동과 단백질 합성을 조절하는 데 성공했다고 20일 밝혔다.

전령RNA는 DNA의 유전 정보를 단백질로 전달하는 RNA의 일종이다.

세포소기관인 리보솜은 전령RNA의 유전 정보를 읽어 단백질을 합성한다.

연구팀은 살아있는 세포에 청색광을 비춰 세포 내 특정 전령RNA의 이동과 단백질 합성을 특이적으로 조절하는 광유전학 기술을 개발했다.

‘mRNA 라리아트’라 명명한 이 기술은 빛의 유무에 따라 라리아트 올가미에 전령RNA를 가두거나 분리한 뒤 실시간으로 관찰할 수 있다.

모델 암세포인 헬라 세포(Hela cell)에 청색광을 비추면 전령RNA가 라리아트 올가미에 갇히면서 리보솜과 격리돼 단백질 합성이 감소하게 된다.

다시 청색광을 차단하면 전령RNA가 라리아트 올가미에서 빠져나와 리보솜과 함께 단백질 합성을 다시 시작하게 된다.

연구팀이 실제 세포골격 단백질인 ‘베타액틴 단백질’ 합성에 관여하는 전령RNA에 청색광을 비춘 결과 세포 골격 형성이 정상적으로 이뤄지지 않았다.

또 베타액틴 단백질의 합성 효율이 최대 90%까지 감소한 것으로 나타났다.

허원도 교수는 “암세포, 신경세포 등 다양한 세포 내 전령RNA 이동과 단백질 합성을 조절함으로써 암세포 전이, 신경질환 등 관련 질병 연구에 기여할 것”이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 셀 바이올로지'(Nature Cell Biology) 지난 18일 자 온라인 판에 실렸다.

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