변형 RNA 제거과정 규명…세포분화, 암 등 면역반응 새접근

유전자 발현 조절과정 중에서 변형 RNA를 제거하는 과정이 밝혀졌다.

김윤기 교수(고려대) 연구팀이 RNA변형의 일종인 N6-메틸아데노신(m6A) RNA가 분해되는 경로를 규명했다고 한국연구재단은 밝혔다.

N6-메틸아데노신(m6A)은 RNA의 화학적 변형의 일종으로, RNA를 구성하는 아데닌 염기에 메틸기가 붙은 형태다. 급성 골수성 백혈병‧간암‧유방암의 발생과 진행뿐 아니라 에이즈와 같은 면역질환에서도 중요한 영향을 미친다고 알려져 있다.

m6A 변형은 지방세포, 면역세포, 줄기세포의 분화, 활동주기성, 면역반응 등 다양한 생명현상과 관련 돼 있다. 이번 연구는 m6A와 관련된 다양한 생명현상에 대한 새로운 접근법을 제시했다.

이중나선으로 이뤄진 안정적인 DNA와 달리, RNA는 다양한 화학적 변형이 쉽게 발생한다. 변형된 RNA는 유전자 발현을 조절하고 암 및 바이러스성 질환에 큰 영향을 미친다고 알려져 있지만, 구체적 분자수준 기작은 거의 알려져 있지 않다. RNA 변형의 심층 연구는 관련 질환의 이해를 높여 치료제를 개발하기 위해 꼭 필요하다.

연구팀은 가장 많이 발생하는 변형 형태인 m6A RNA가 제거되는 데 관여하는 새로운 인자들을 발굴하고, 이들이 복합체를 이루어 RNA를 제거하는 메커니즘을 자세히 규명했다.

m6A 변형을 가진 RNA는 ‘YTHDF2’라는 단백질에 의해 인식되고 결합된다. 이 단백질은 RNA 분해효소와 복합체를 이루고 있어, m6A 변형을 가진 RNA를 빠르게 제거한다.

연구팀은 m6A 변형에 의한 RNA 분해현상에 관련된 새로운 인자들을 발굴, 면역 침강 반응 실험들을 통해 m6A 인지단백질인 YTHDF2 단백질과 새로운 인자들 사이에 상호작용을 확인했다. YTHDF2는 N6-메틸 아데노신을 인식해 결합하는 단백질의 일종으로, RNA의 안정성을 조절한다고 알려졌다.

단백질과 결합하는 RNA의 부위를 동정하는 CLIP-seq 기법을 통해, 관련 단백질들과 결합 RNA 종류 및 부위를 동정했다. YTHDF2 단백질 복합체에 의한 RNA 분해현상이 내부에서 일어나는지를 증명하기 위해, RNA가 내부에서 잘리는 위치를 동정하기 위한 실험기법인 PARE-seq기법을 사용했다.

김윤기 교수는 “이 연구는 m6A 변형을 가진 RNA가 세포 내에서 분해되는 현상을 보고한 것”이라며, “이 연구를 통해 m6A 변형의 생물학적, 병리학적 기능이 재조명될 것으로 기대된다”라고 연구 의의를 설명했다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부․한국연구재단 기초연구사업(리더연구)의 지원으로 수행됐다. 논문은 국제학술지 ‘몰레큘러 셀 (Molecular Cell)’에 5월 2일 게재됐다.