KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

(왼쪽부터) 생명과학과 김윤기 교수, 부성호 박사, 신민경 박사과정

< (왼쪽부터) 생명과학과 김윤기 교수, 부성호 박사, 신민경 박사과정 >

 

코로나19를 계기로 활발히 연구되는 RNA 백신의 효율을 극대화하고자, RNA의 안정성에 관한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 우리 연구진은 생체내 DNA에서 만들어지는 안정한 형태인 동그란 원형 RNA가 세포 내에서 특정 유전자의 발현을 억제할 수 있다는 것을 밝히고원형 RNA를 이용한 새로운 형태의 질병치료법을 제시했다. 

우리 대학 생명과학과 김윤기 교수 연구팀이 원형 RNA를 이용하여 세포 내 특정 mRNA*의 안정성 조절할 수 있는 새로운 형태의 유전자 발현 조절 기전을 규명했다고 18일 밝혔다.

*mRNA: 메신저 RNA는 단백질을 합성할 수 있는 유전정보를 담아서 이를 전달하는 역할 

세포 내에 보존되는 유전정보는 DNA에서 RNA, RNA에서 단백질로 이어지는 중심원리(central dogma)에 의해 조절돼 그 기능이 나타나게 된다이 과정에서 세포는 최종적으로 생성되는 단백질의 품질을 엄격히 통제하기 위해 mRNA의 양과 질을 끊임없이 관리한다가장 대표적인 mRNA 품질 관리 기전은 논센스 돌연변이 매개 mRNA 분해. 

김윤기 교수 연구팀은 논센스 돌연변이 매개 mRNA 분해(nonsense-mediated mRNA decay; 이하 NMD)가 원형 RNA (circular RNA)에 의해 유도될 수 있음을 밝혔다특히해당 기전을 활용해 표적 유전자의 발현을 인위적으로 억제할 수 있음을 규명했다.

그림 1. 원형 RNA를 통한 표적 mRNA 발현 억제 기전 모식도    원형 RNA는 백 스플라이싱을 통해 형성되며 이 과정에서 엑손 접합 복합체가 원형 RNA에 결합하게 된다. 이러한 원형 RNA가 세포질에서 표적 mRNA의 3′비번역 부위에 결합하게 되면 표적 mRNA에 NMD를 유도하여 해당 mRNA를 빠르게 분해하며, 이를 통해 해당 유전자의 발현을 억제한다.

< 그림 1. 원형 RNA를 통한 표적 mRNA 발현 억제 기전 모식도 원형 RNA는 백 스플라이싱을 통해 형성되며 이 과정에서 엑손 접합 복합체가 원형 RNA에 결합하게 된다. 이러한 원형 RNA가 세포질에서 표적 mRNA의 3′비번역 부위에 결합하게 되면 표적 mRNA에 NMD를 유도하여 해당 mRNA를 빠르게 분해하며, 이를 통해 해당 유전자의 발현을 억제한다. >

 

DNA에서 만들어진 RNA는 스플라이싱(splicing)* 과정을 통해 성숙되고그 결과 성숙된 형태의 선형 RNA가 생성된다또한최근에 밝혀진 스플라이싱의 또 다른 방법인 백스플라이싱(back-splicing)**을 통해 동그란 형태의 원형 RNA가 생성될 수 있다이렇게 생성된 원형 RNA는 세포 내에서 보다 더 안정적으로 존재할 수 있다연구팀은 이렇게 형성된 원형 RNA가 특정 mRNA에 결합할 경우, mRNA를 빠르게 분해한다는 것을 밝혔다.

*스플라이싱: DNA에서 갓 만들어진 mRNA 전구체는 인트론(intron)과 액손(exon)으로 구성되어 있다스플라이싱 과정을 통해 인트론은 제거되고액손만 남은 성숙한 mRNA가 생성된다.

**백스플라이싱스플라이싱 과정 동안아래쪽 염기서열이 위쪽 염기서열과 연결되는 변형된 형태의 스플라이싱으로서일반적인 스플라이싱 대비 염기서열이 거꾸로 연결되기 때문에 백스플라이싱이라고 부른다. 

김윤기 교수는 “ 이번 연구를 통해 원형 RNA에 의해 유도되는 표적 유전자 발현을 억제하는 새로운 메커니즘을 밝혀냈다또한 인위적으로 제작된 원형 RNA를 이용해 세포 내 특정 mRNA의 양을 조절할 수 있으며해당 기능을 인위적으로 조절할 수 있음을 증명했다고 말했다. 

이어 김 교수는 이 연구 결과는 다양한 질병 치료제 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대되며교원창업기업인 원형 RNA 플랫폼 개발 회사 라이보텍()(대표 김윤기)과 공동연구 및 기술이전을 통해 질병치료제 개발을 가속화 할 계획이다.”고 강조했다. 

생명과학과 부성호 박사와 고려대학교 신민경 박사과정생이 공동 제저자로 참여한 이번 연구는 12월 11일 자 국제전문학술지 몰레큘러 셀(Molecular Cell)’에 온라인으로 발표됐다. (논문명 : Circular RNAs trigger nonsense-mediated mRNA decay, DOI : 10.1016/j.molcel.2024.11.022) 

 

한편 이번 연구는 한국연구재단의 글로벌리더사업 지원을 받아 수행됐다또한부성호 박사는 KAIST 장영실 펠로우쉽 지원을 일부 받아 연구를 수행했다.

 


List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
412 [김대수 교수님] “뇌는 무언가 실패하는 순간 발달...‘메타인지’로 창의성 키워야” [이노베이트코리아 2022] 생명과학과 2022.07.18 1545
411 [김대수 교수님] 네이버 열린연단 '자유와 이성' 주제로 시즌9 강연 시작 생명과학과 2022.04.22 1284
410 [김대수 교수님] 액트노바, 카카오벤처스로부터 5억 규모 시드 투자 유치 "육안으로 진행되던 임상·비임상 분야 행동 실험 과정, 인공지능 영상처리 기술로 자동화" 생명과학과 2022.08.10 1247
409 [김대수 교수님] 제약바이오협회, ‘KPBMA-MIT 생명과학 컨퍼런스’ 개최 생명과학과 2022.03.28 3437
408 [김보람 박사님(서성배 교수님 연구실)] 2022년 국가연구개발 우수성과 100선 선정 file 생명과학과 2022.11.09 1279
407 [김보람 박사님(서성배 교수님 연구실)] 한국뇌연구원 제2회 다한우수논문상 선정 생명과학과 2022.12.07 1332
406 [김상규 교수님] 구글도 올라 탄 神으로 가는 길[과학을읽다] 생명과학과 2022.09.07 1635
405 [김상규 교수님] 꽃향기, 이젠 눈으로 보세요!​ 생명과학과 2022.05.10 1661
404 [김상규 교수님] 누구나 천연물 합성 경로 예측 가능하다​ 생명과학과 2024.08.14 1029
403 [김상규 교수님] 단일세포 RNA 시퀀싱을 통한 꽃향기 합성 유전자 발굴​ 생명과학과 2022.02.15 1418
402 [김상규 교수님] 생명과학과의 낭만과학자 Eco Lab 대표 김사부(KAIST 유튜브) 생명과학과 2023.12.12 1163
401 [김상규 교수님] 식물 유전자 비밀 푸는 김상규 카이스트 교수 생명과학과 2021.11.24 1784
400 [김세윤, 양한슬 교수님] 장 조직의 항상성과 염증성 장염 회복의 핵심 효소 발견​ 생명과학과 2022.10.07 1195
399 [김세윤, 이광록, 조원기 교수님] 암 발생 현상 등 유전자 발현 조절 원리 규명​ 생명과학과 2025.02.03 171
398 [김세윤, 이대엽 교수님] "후성유전 조절하는 핵심 분자기전 찾았다" 생명과학과 2022.06.02 1728
397 [김세윤, 정원석, 손종우 교수님] 인공지능 기반 약물 가상 스크리닝 기술로 신규 항암 치료제 발굴 성공 생명과학과 2022.08.12 1208
396 [김윤기 교수님] 새로운 단백질 번역기전 규명 file 생명과학과 2023.10.12 1764
» [김윤기 교수님] 원형 RNA로 특정 유전자 표적 치료한다​ 생명과학과 2024.12.18 383
394 [김윤기 교수님] 저용량 고효율 RNA백신 개발 가능해지다​ 생명과학과 2023.10.24 1305
393 [김윤기, 조원기 교수님] 비정상 단백질 처리에 관여하는 새로운 인자 발견 생명과학과 2023.10.12 1167
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 23 Next
/ 23