MEDI:GATE NEWS RNA자체가 DNA 전사 방식을 조절한다…RNA 신약 개발에 어떤 영향미칠까

기사입력시간 20.01.26 05:27최종 업데이트 20.01.26 05:27

사진: 게티이미지뱅크 [메디게이트뉴스 박도영 기자] 최신 연구에 따르면 DNA에서 RNA, 단백질로의 일방향으로 가는 것이 아닌 RNA 자체가 DNA가 전사되는 방식을 조절하는 것으로 나타났다. 이는 이전에 알려지지 않은 유전자가 현실화되는 방법으로, 인간의 질병과 약물 설계에 대한 이해에 중요한 영향을 미칠 것으로 예상된다. 26일 관련업계에 따르면 미국 시카고대학교(University of Chicago) 촨헤(Chuan He) 교수팀이 최근 '염색체 관련 조절 RNA의 m6A(N6-Methyladenosine)가 염색질 상태와 전사를 조절한다'는 제목의 논문을 미국과학진흥협회(AAAS)에서 발행하는 유명 과학 저널 사이언스(Science)에 발표했다. 이번 연구결과에 대해 헤 교수는 "이는 우리가 알지못했던 근본적인 경로인 것 같다. 언제라도 완전히 새로운 연구 및 조사 방향을 열 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다. 인체는 현존하는 가장 복잡한 기계 중 하나다. 이것이 어떻게 작동하는지 누군가 새로운 매커니즘을 발견할 때마다 인간 건강에 대한 몇 가지 미스터리가 더 들어맞고, 새로운 치료법을 사용할 수 있게 된다. 예를들어 2011년 헤 교수는 가역적 RNA 메틸화라는 특정 과정을 발견하면서 새로운 연구의 길을 열었는데, 이는 유전자 발현 방식 에 중요한 역할을 한다. 헤 교수팀은 이전에 DNA에서 단백질로 지시를 전달하는 mRNA( messenger RNA)라는 분자가 실제로 단백질 생산에 영향을 미친다는 것을 발견했다. 이는 메틸화라는 가역적 화학 반응에 의해 수행되는데, 촨헤 교수는 이 메틸화가 가역적이라는 것을 보여줬다. 일회성 단방향 트랜잭션(transaction)이 아니라 지우거나 되돌릴 수 있다는 것이다. 헤 교수는 "이 발견은 지난 몇 년간 폭발적으로 증가한 RNA 수정 연구의 현대 시대를 이끌었다"면서 "이는 굉장히 많은 유전자 발현이 결정적으로 영향을 받는 정도다. 세포가 학습과 기억, 일주기 리듬, 심지어 세포가 어떻게 혈액 세포와 뉴런으로 분화되는지와 같은 근본적인 것까지 광범위한 생물학적 과정에 영향을 미친다"고 설명했다. 헤 교수팀은 또한 메틸화된 mRNA를 인식하고 표적 mRNA의 안정성과 해독(translation)에 영향을 미치는 다수의 '리더(reader)' 단백질을 확인하고 특성화했다. 그러나 마우스 실험에서 mRNA 메틸화가 관찰한 모든 것을 완벽하게 설명해주지 못한다는 것을 알게 됐다. 이는 다른 실험에 반영됐다. 헤 교수는 "커뮤니티에서 나온 데이터는 우리가 놓치고 있는 매우 중요한 무언가 있다는 것을 말해주고 있었다. 이는 암과 같은 인간의 질병뿐 아니라 많은 초기 발달 이벤트에도 영향을 미치는 것이었다"고 말했다. 연구팀은 carRNAs(chromosome-associated regulatory RNAs)라는 RNA 그룹이 동일한 메틸화 과정을 사용하고 있지만, 이 RNA는 단백질을 코딩하지 않으며, 단백질 해독에 직접 관여하지 않는다는 것을 발견했다. 대신 DNA 자체가 어떻게 저장되고 전사되는지를 통제했다. 연구팀은 이번 연구결과가 생물학 특히 사람의 건강에 있어 질병의 유전적 기초를 파악하는데부터 환자의 더 나은 치료에 이르기까지 중요한 영향을 미칠 것으로 내다봤다. 헤 교수는 "몇몇 바이오텍이 RNA 메틸화에 대한 저분자 억제제를 적극적으로 개발하고 있지만, 현재로서는 치료제를 성공적으로 개발하더라도 현재 진행중인 상황에 대한 완전한 기계적인 그림은 없다"면서 "이번 결과는 억제제 테스트를 위한 질병 적응증을 안내하고 제약회사에 대한 새로운 기회를 제안할 수 있을 것이다"고 강조했다. 이어 그는 "우리의 돌파구는 시작일 뿐이다. 이는 개념적 변화를 의미한다고 생각한다"면서 "이러한 장벽은 깨지기 어렵지만 일단 그렇게 하면 모든 것이 거기서부터 흘러나온다"고 밝혔다.

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"RNA자체가 DNA 전사 방식을 조절한다"…RNA 신약 개발에 어떤 영향미칠까

美연구팀 이전에 알려지지 않은 경로 발견…"DNA에서 RNA, 단백질로의 일방향 과정 아냐"

[메디게이트뉴스 박도영 기자] 최신 연구에 따르면 DNA에서 RNA, 단백질로의 일방향으로 가는 것이 아닌 RNA 자체가 DNA가 전사되는 방식을 조절하는 것으로 나타났다. 이는 이전에 알려지지 않은 유전자가 현실화되는 방법으로, 인간의 질병과 약물 설계에 대한 이해에 중요한 영향을 미칠 것으로 예상된다.

26일 관련업계에 따르면 미국 시카고대학교(University of Chicago) 촨헤(Chuan He) 교수팀이 최근 '염색체 관련 조절 RNA의 m6A(N6-Methyladenosine)가 염색질 상태와 전사를 조절한다'는 제목의 논문을 미국과학진흥협회(AAAS)에서 발행하는 유명 과학 저널 사이언스(Science)에 발표했다.

이번 연구결과에 대해 헤 교수는 "이는 우리가 알지못했던 근본적인 경로인 것 같다. 언제라도 완전히 새로운 연구 및 조사 방향을 열 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

인체는 현존하는 가장 복잡한 기계 중 하나다. 이것이 어떻게 작동하는지 누군가 새로운 매커니즘을 발견할 때마다 인간 건강에 대한 몇 가지 미스터리가 더 들어맞고, 새로운 치료법을 사용할 수 있게 된다.

예를들어 2011년 헤 교수는 가역적 RNA 메틸화라는 특정 과정을 발견하면서 새로운 연구의 길을 열었는데, 이는 유전자 발현 방식 에 중요한 역할을 한다.

헤 교수팀은 이전에 DNA에서 단백질로 지시를 전달하는 mRNA( messenger RNA)라는 분자가 실제로 단백질 생산에 영향을 미친다는 것을 발견했다. 이는 메틸화라는 가역적 화학 반응에 의해 수행되는데, 촨헤 교수는 이 메틸화가 가역적이라는 것을 보여줬다. 일회성 단방향 트랜잭션(transaction)이 아니라 지우거나 되돌릴 수 있다는 것이다.

헤 교수는 "이 발견은 지난 몇 년간 폭발적으로 증가한 RNA 수정 연구의 현대 시대를 이끌었다"면서 "이는 굉장히 많은 유전자 발현이 결정적으로 영향을 받는 정도다. 세포가 학습과 기억, 일주기 리듬, 심지어 세포가 어떻게 혈액 세포와 뉴런으로 분화되는지와 같은 근본적인 것까지 광범위한 생물학적 과정에 영향을 미친다"고 설명했다.

헤 교수팀은 또한 메틸화된 mRNA를 인식하고 표적 mRNA의 안정성과 해독(translation)에 영향을 미치는 다수의 '리더(reader)' 단백질을 확인하고 특성화했다. 그러나 마우스 실험에서 mRNA 메틸화가 관찰한 모든 것을 완벽하게 설명해주지 못한다는 것을 알게 됐다.

이는 다른 실험에 반영됐다. 헤 교수는 "커뮤니티에서 나온 데이터는 우리가 놓치고 있는 매우 중요한 무언가 있다는 것을 말해주고 있었다. 이는 암과 같은 인간의 질병뿐 아니라 많은 초기 발달 이벤트에도 영향을 미치는 것이었다"고 말했다.

연구팀은 carRNAs(chromosome-associated regulatory RNAs)라는 RNA 그룹이 동일한 메틸화 과정을 사용하고 있지만, 이 RNA는 단백질을 코딩하지 않으며, 단백질 해독에 직접 관여하지 않는다는 것을 발견했다. 대신 DNA 자체가 어떻게 저장되고 전사되는지를 통제했다.

연구팀은 이번 연구결과가 생물학 특히 사람의 건강에 있어 질병의 유전적 기초를 파악하는데부터 환자의 더 나은 치료에 이르기까지 중요한 영향을 미칠 것으로 내다봤다.

헤 교수는 "몇몇 바이오텍이 RNA 메틸화에 대한 저분자 억제제를 적극적으로 개발하고 있지만, 현재로서는 치료제를 성공적으로 개발하더라도 현재 진행중인 상황에 대한 완전한 기계적인 그림은 없다"면서 "이번 결과는 억제제 테스트를 위한 질병 적응증을 안내하고 제약회사에 대한 새로운 기회를 제안할 수 있을 것이다"고 강조했다.

이어 그는 "우리의 돌파구는 시작일 뿐이다. 이는 개념적 변화를 의미한다고 생각한다"면서 "이러한 장벽은 깨지기 어렵지만 일단 그렇게 하면 모든 것이 거기서부터 흘러나온다"고 밝혔다.

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박도영 기자 (dypark@medigatenews.com)더 건강한 사회를 위한 기사를 쓰겠습니다

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