서울--(뉴스와이어)--고려대학교 생명과학대학 분자유전체학실험실의 김윤기 교수팀이 세포에서 생성되는 비정상적인 mRNA(messenger RNA)를 세포 내에서 인식해 제거하는 작용기전 (Nonsense-mediated mRNA decay; NMD)의 작용원리를 분자세포 수준에서 규명하는 데 성공했다.

이번 연구는 보건복지가족부 ‘암정복추진연구개발사업’, 농촌진흥청 바이오그린사업, 서울특별시시정개발연구원 신기술연구개발지원사업의 지원을 받아 수행됐으며 1월 16일(금) 분자생물학 분야의 대표적인 학술지 ‘Molecular Cell'을 통해 발표됐다.

김윤기 교수팀의 연구결과에 따르면, NMD의 중요 단백질 중 하나인 Upf1의 도움으로 비정상적인 mRNA가 인지되면 Upf1은 PNRC2라는 단백질과 결합해 세포내 mRNA 제거 장소로 여겨지는 P-bodies로 미정상적인 mRNA를 이동시킨다. P-bodies로 이동된 mRNA는 PNRC2의 도움으로 mRNA를 제거하는 단백질인 Dcp complex를 끌어와 최종적으로 mRNA를 제거하게 된다.

mRNA는 핵 안에 있는 DNA의 유전 정보를, 세포질 속에서 단백질을 합성하는 리보솜에 전달하는 RNA이며 NMD 기전은 이러한 mRNA 상에서 세포에게 해를 줄 수 있는 비정상적인 단백질 종결코돈(Premature termination codon; PTC)이 생성됐을 때, 이를 mRNA 상에서 미리 인식하고 제거하는 일종의 품질검증 기전이다.

지금까지 알려진 모든 유전병들의 30%가 NMD와 결부되어 있고, 최근 다양한 보고들을 통해 많은 종류의 암이 NMD 기전과 연관되어 있음이 밝혀짐에 따라 NMD의 작용기전 연구는 유전병 및 암 치료제 개발을 위해 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다.

김 교수팀의 이번 연구결과로 전사과정 이후 단계에서 일어나는 유전자 발현조절 연구에 큰 도움이 될 뿐만 아니라 NMD 기전의 작용원리 규명을 통해 향후 유전병 및 암 치료제 개발에 대한 새로운 치료법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 논문의 공동 제 1저자로는 조하나(석박통합 5학기), 김경미(박사과정 1학기) 학생이 참여하였다.

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