바이오인

출처 : 지능형 바이오시스템 설계 및 합성 연구단

박테리아에서 인공 ncRNA의 설계

이영훈 교수 / 한국과학기술원 화학과

1. 개요

분자생물학의 발전과 함께, 모든 생물의 활동과 생존에 필수적인 유전정보를 저장하는 DNA 이외에도 다양한 구성과 기능을 보유한 RNA 또한 주목받기 시작했다. 초기에 RNA 연구는 DNA에 저장된 정보로부터 전사되어 단백질로 번역되는 역할을 하는 messenger RNA(mRNA) 위주로 연구가 진행되었으나, 최근에 단백질로 번역이 되지 않는 noncoding RNA(ncRNA)에도 연구자들이 많은 관심을 갖게 되었다. 그 이유는 ncRNA가 RNA, 단백질, 또는 DNA와 상호작용을 함으로써 세포내에서 다양한 대사조절에 참여한다는 것이 밝혀졌기 때문이다.
이러한 ncRNA의 기능의 다양성을 이용하여 세포 내의 특정 생체반응을 원하는 방향으로 조절하기 위한 인공 ncRNA의 설계 및 활용법은 꾸준히 연구되고 있다. 본 글에서는 박테리아의 목표 유전자의 발현을 조절할 수 있는 인공 ncRNA의 설계와 활용법의 최근 연구 동향을 기술하였다.

2. 본론

대장균을 비롯한 박테리아에서 ncRNA는 일반적으로 크기가 작기 때문에 small ncRNA 또는 간단히 sRNA라고도 한다. 또한 ncRNA가 작용할 때 대부분 타겟 mRNA와 상보적인 염기서열을 통해서 작용하기 때문에 이러한 방식으로 설계된 ncRNA를 antisense sRNA라고도 부른다. 이러한 점에서 본 글에서 인용된 그림에는 sRNA, antisense sRNA, antisense RNA등으로 ncRNA를 표시하고 있다.ncRNA가 목표 mRNA에 작용을 할 때 일반적으로 리보솜이결합하는 위치에 먼저 결합하여 리보솜에 의한 번역을 막거나, mRNA 분해를 유도하여 목표유전자의 발현을 저해할 수 있고, 또는 RNA 분해 효소의 mRNA 분해를 막고 mRNA에 리보솜이 결합할 수 있도록 리보솜 결합 위치의 구조를 변형시켜 유전자 발현을 촉진할 수 있다[1] (그림 1).

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