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기초과학연구원(IBS) RNA 연구단 김빛내리 단장·김종서 연구위원 연구팀이 사람 세포 속 RNA 결합 단백질의 결합 자리를 정확하게 찾아낼 수 있는 기술을 개발함.

RNA(리보핵산)는 디옥시리보핵산(DNA)에서 정보를 복사(전사·transcription)한 뒤, 이 유전 정보를 번역해 단백질을 생산하는 역할을 함.

전사되고 나서도 번역 효율과 안정성 등에 따라 단백질 생산 과정이 조절될 수 있음.

전사 후 조절은 RNA 결합 단백질(RNA 서열을 인지해 결합하는 단백질)이 RNA에 붙으면서 이뤄짐.

이처럼 유전자 발현 조절에 핵심 역할을 하는 RNA 결합 단백질의 결합 자리를 측정하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 단백질 구조가 복잡해 한계가 있었음.

보통 효소를 이용해 단백질 조각(펩타이드)과 RNA가 붙어있는 조각으로 잘게 쪼갠 뒤 순수 펩타이드의 질량과 비교해 RNA 결합 자리를 측정하는 방법을 씀.

하지만 RNA가 단량체로 쪼개지지 않고 여러 염기로 분해되면서 측정에 오차가 생기는 등 문제가 있었음.

연구팀은 효소 대신 불산을 이용해 RNA를 단량체 하나로만 분해하는 데 성공했음.

이를 통해 600개의 RNA 결합 단백질 내에서 2천개의 RNA 결합 자리를 고해상도로 찾아낼 수 있었음.

연구팀은 이번 연구를 통해 근위축성 측삭경화증(일명 루게릭병)의 원인이 되는 'TDP-43 단백질'과 DNA 복구에 필수적인 역할을 하는 'PRKDC 단백질'이 RNA와 결합하는 자리를 찾아냈음.

질병과 세포 기능에 관련된 RNA 결합 단백질의 조절 기제를 밝히는 데 기여할 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Nature Structural & Molecular Biology’ 온라인 판에 게재됨