바이오인

핵심내용

상세내용

연 구 결 과  개 요

1. 연구배경

  o 진핵생물*의 유전자 발현은 복잡한 관계이며, 특히 사람의 경우, 유전자의 길이가 길고 여러 가지 단백질이 관여한다. 전사 후 과정중의 하나인 RNA 이어맞추기(스플라이싱) 과정에서 불필요한 RNA는 잘려나가고, 필요한 RNA는 서로 연결되어야만 유전자 발현이 가능하다. 하지만 아직 자세한 기전은 아직 밝혀지지 않았다.

    * DNA가 단백질 등과 함께 염색질을 만들고 이것이 염색체를 형성해 몇개의 염색체는 핵막에 싸여서 핵을 형성하는데, 이와 같은 생물을 진핵생물이라 함

  o 선택적 RNA 이어맞추기(alternative RNA splicing)를 통하여 하나의 유전자에서 여러 개의 서로 기능이 다르거나 심지어는 상반되는 단백질이 만들어진다. 이 과정은 유전병, 노인성 질환, 및 암이 발생할 경우에는 기존과 달리 비정상화된다.

  o 미성숙 전령RNA(pre-mRNA) 이어맞추기는 비발현 부위(인트론, intron)는 제거하고 발현부위(엑손, exon)만 결합하는 과정으로 다수의 RNA-단백질 결합체를 통해 이루어진다.  

  o U2AF65는 일반적인 이어맞추기의 필수적인 조절인자로 인트론에 결합하여 스플라이싱복합체 형성을 촉진하는 기능이 알려져 있다. 반면 선택적 RNA 이어맞추기에서 U2AF65의 기능과 메커니즘은 분명치 않았다. 

2. 연구내용

  o 실험을 통해 U2AF65의 발현을 억제하거나 과발현 되었을 때,  선택적 엑손(alternative exon)의 결핍이 유도됨을 밝혔다. 

  o 또한 이러한 기능의 메커니즘을 규명하기 위해 인트론의 5‘ 스플라이스 부위(RNA가 잘리는 부위)에 염기서열을 바꾸어 이 스플라이스 부위가 잘리기 쉽게 하는 돌연변이를 제작하였다. 이 돌연변이에서는 U2AF65의 효과가 사라지는 것을 확인하였다. 다음으로 엑손에 인접한 인트론의 한쪽 끝에 U2AF65의 결합정도를 비교해본 결과, U2AF65를 과발현하였을때, 염기서열을 변경한 스플라이스 부위에서의 결합에는 변화가 없으나 약한 인트론에서는 U2AF65의 결합이 증가한 사실을 확인하였다. 

  o 다음으로 엑손에 인접한 비발현부위(인트론)의 이어맞추기(intron splicing)를 확인한 결과, U2AF65가 비발현부위의 스플라이싱을 억제하는 것으로 나타났다. 이러한 U2AF65의 효과는 일반적인 스플라이싱 모델로 사용되는 유전자에서도 나타났다. 여러 종류의 유전자에서 U2AF65를 과발현하면 비발현부위 이어맞추기를 억제하였다. 

  o 결과적으로, U2AF65가 부족하거나 과발현될 때 이어맞추기 방해효과를 가지고 있어 이를 통해 선택적 이어맞추기에서 발현부위(엑손)의 결핍을 유도한다는 것을 밝혔다.

3. 기대효과

  o RNA 이어맞추기의 중요한 조절기전을 밝힘으로서 이 분야의 기초연구에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

  o RNA 이어맞추기에 손상이 생긴 유전병, 노인성질환 그리고 암 치료 타깃을 제공할 것이다. 

연 구 결 과 문 답

...................(계속)

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