단백질 만드는 전령리보핵산의 분해 메커니즘 규명

[이데일리 이승현 기자] 국내 연구진이 단백질 생성에 필수적인 전령리보핵산(mRNA)의 분해가 일어나는 새로운 메커니즘을 처음으로 규명했다. mRNA 분해속도를 조절할 수 있으면 필요한 단백질을 더 생성하거나 필요없는 단백질을 덜 만드는 데 이용할 수 있다.

4일 미래창조과학부에 따르면, 기초과학연구원(IBS) RNA연구단(단장 김빛내리 서울대 생명과학부 교수)은 기능을 마친 mRNA가 효소 단백질들에 의해 꼬리 부분에 RNA 구성성분인 유리딘(U)이 붙어 분해가 더욱 빨라지는 것을 밝혀냈다.

전령리보핵산(mRNA)의 새로운 분해 메커니즘. 미래창조과학부 제공

mRNA는 세포 내 디옥시리보핵산(DNA)에 담긴 유전정보를 복사해 단백질을 만드는 기능을 한 뒤 분해된다. 이번 연구결과는 mRNA 분해를 촉진 혹은 제어할 수 있는 실마리를 찾아낸 것이다.

연구논문은 분자생물학 분야 국제 학술지인 ‘셀’(Cell) 온라인판에 4일(현지시간)자로 게재됐다.

김빛내리 IBS RNA연구단장

기능을 마친 mRNA는 성숙기에 생긴 긴 아데닌 꼬리가 짧아지면서 분해를 시작한다. mRNA는 이후 다양한 분해효소에 의해 최종적으로 잘게 분해된다.

연구팀은 이 과정에서 자체 개발한 고리서열분석법을 이용, mRNA의 짧아진 아데닌 꼬리에 추가적으로 유리딘 꼬리가 붙으며 이 경우 mRNA의 분해가 촉진되는 것을 밝혔다.

이와 관련, TUT4와 TUT7등 두 개 효소가 짧은 아데닌 꼬리에 유리딘 꼬리를 붙이는 현상을 야기하는 것도 알아냈다. 실제 연구팀이 세포에서 두 개 효소를 인위적으로 제거하자 mRNA의 유리딘 꼬리가 사라져 분해가 느려지는 것을 확인했다. 특정 효소를 통제해 mRNA의 분해를 조절할 수 있다는 얘기이다.

이번 연구는 mRNA의 생성에서 분해까지 전 과정에 대해 보다 깊은 이해를 제공하고, 특히 mRNA 꼬리의 의미를 발견했다는 데 의미가 있다.

교신저자인 김빛내리 IBS RNA 연구단장은 “인간을 비롯한 포유동물에서 RNA 분해를 이해할 수 있게 됐으며 유전자 연구에 중요한 실마리를 제공할 수 있을 것이다”고 말했다.

이 연구에는 임재철·하민주·장혜식 IBS 연구원이 공동 1저자로 참여했다.