바이오인

핵심내용

 스테로이드 호르몬에 의한 유전자 발현 조절 메커니즘 규명
글루코코르티코이드에 의한 면역 활동 억제 기전 밝혀내

□ 국내 연구진이 스테로이드 호르몬 중의 하나인 글루코코르티코이드*에 의한 면역 억제 메커니즘을 규명하였다. 알러지, 천식, 자가면역 질환 등 지나치게 활성화된 면역체계로 인한 질환의 치료제 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.
* 글루코코르티코이드(glucocorticoid) : 콩팥 위의 부신에서 만들어지는 스테로이드 호르몬의 일종. 많은 생체현상에 기능하며, 특히 면역 체계에서 면역 활동(염증)을 낮추는 기능을 함
  o 고려대 생명과학부 김윤기 교수가 주도하고 동 학부 고제상 교수, 박옥현 석박사통합과정(제1저자)이 참여한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구지원사업(중견연구자지원)의 지원으로 수행되었고, 생명과학분야 세계적인 권위지인 Proceedings of the National Academy of Sciences*에 3월 16일자로 게재되었다.
(논문명 : Glucocorticoid receptor interacts with PNRC2 in a ligand-dependent manner to recruit UPF1 for rapid mRNA 
degradation)
  o 논문의 제1저자로 참여한 박옥현 학생은 석박사통합과정 5학기에 재학중인 학생으로서, 연구재단의 글로벌박사펠로우쉽(GPF) 지원을 받아 본 연구를 주도적으로 수행하였다. 

□ 그동안 글루코코르티코이드는 세포질에 존재하는 수용체와 결합하여 핵으로 이동한 후 전사하여* 유전자의 발현을 조절함으로써, 심장혈관, 대사, 면역, 항상성 등의 다양한 기능을 조절하는 것으로 알려져 왔다.
* 디엔에이(DNA)의 유전 정보가 일단 전령 아르엔에이(RNA)에 옮겨지는 과정

□ 연구팀은 글루코코르티코이드가 면역관련 전사체인 mRNA*의 안정성을 조절하여 면역기능을 제어할 수 있음을 규명하였다. 
* mRNA : 핵 안에 있는 DNA의 유전정보를 세포질 안의 리보솜(RNA와 단백질로 이루어진 복합체)에 전달하는 RNA임
  o 실험 결과, 글루코코르티코이드는 해당 호르몬의 수용체와 결합하여 면역관련 mRNA에 결합한 후 mRNA의 안정성을 급격히 감소시켰다. 
  o 연구팀은 글루코코르티코이드에 의해 조절되는 대표 면역관련 mRNA로 CCL2* mRNA를 발굴하였다. CCL2 단백질은 면역세포에 화학적 자극을 주어 움직임을 유도(화학주성**)하는 물질로 잘 알려져 있다. 실제로 글루코코르티코이드의 농도가 높아지면 수용체를 통해 CCL2 mRNA가 빨리 제거되고, CCL2 단백질의 양이 줄어들게 되며, 그 결과 면역세포의 화학주성이 감소하여 면역 활동이 억제됨을 밝혔다.
* CCL2 : 면역세포의 화학주성을 촉진시키는 물질
** 화학주성(chemotaxis) : 화학적인 자극에 반응하여 세포가 자극이 높은 곳 또는 낮은 곳으로 움직이는 현상을 의미함

□ 김윤기 교수는 “본 연구는 글루코코르티코이드를 통한 mRNA 안정성 조절한 첫 사례”로서,“글루코코르티코이드는 면역작용 뿐만 아니라 포도당 대사, 발달과정, 뇌의 인지, 발암 과정 등의 많은 중요한 생명현상에 깊이 관련되어 있으므로 관련 질환의 이해 및 치료제 개발에 중요한 과학적 기여를 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

상세내용

연 구 결 과  개 요

1. 연구배경
 ○ 핵수용체 중의 하나인 글루코코르티코이드 수용체는 지난 반세기 동안 전사 조절 인자로 잘 알려진 단백질이다. 리간드인 글루코코르티코이드가 없을 때는 비활성된 형태로 세포질에 존재한다. 반면에 글루코코르티코이드가 존재할 경우 세포질에서 수용체와 결합한 후 핵으로 이동한다. 핵으로 이동한 결합체는 특정 DNA 염기서열에 결합하여 전사를 조절하게 된다.

 2. 연구내용
○ 본 연구에서는 글루코코르티코이드 수용체에 의한 새로운 형태의 mRNA 제거 기전을 규명하였다. 이러한 신규 mRNA 제거 기전을 글루코코르티코이드 수용체 매개 mRNA 제거 (glucocorticoid receptor-mediated mRNA decay; GMD)라고 명명하였고, GMD에 대한 분자생물학적 작용기전을 규명하였다.
○ 특히 GMD의 대표적인 표적 mRNA로 면역세포의 화학주성을 조절하는 CCL2 단백질을 코딩하는 mRNA를 발굴하였다. 즉, GMD는 CCL mRNA의 안정성을 조절하여 면역세포의 화학주성을 조절함으로써 면역 반응을 조절함을 규명하였다. 
○ 본 연구팀이 발굴한 새로운 형태의 mRNA 제거기전인 GMD는 지난 수십년 동안 연구해왔던 핵수용체의 새로운 기능을 밝히는 결과로서, 면역 질환 치료제 개발에 대한 새로운 개념을 제시할 수 있다.

 
3. 기대효과
○ 본 연구결과는 지난 수십년 동안 연구되어 온 핵수용체를 통한 다양한 세포 및 생명현상의 조절에 대한 재해석을 요구할 만큼 큰 파급효과를 가져올 수 있을 것이다.

연 구 결 과 문 답

...................(계속)

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