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[BRIC View 리뷰논문요약]

m6 A 후성전사체 : 뇌 발달과 기능에 기반한 전사체 가소성

정현수(Georgia Tech)

요약문

후성전사체 분야는 비교적 최근에 주목받기 시작한 연구 분야로 형태와 위치 특이적인 RNA변형을 통한 유전자 발현 조절을 탐구하는 학문이다 DNA 와 히스톤 변형을 연구하는 후성유전체 분야와 같이 , 후성전사체 변형 또한 뇌의 발달과 신경계의 활동에 매우 중요한 역할을 하며이와 관련한 많은 유전자의 정밀한 발현 패턴 양상이 연구되고 있다 본 요약문에서는 2 019 년Nature Neuroscience Review 에 ‘m 6 A 후성전사체 뇌 발달과 기능에 기반한 전사체 가소성 라는제목으로 게재된 리뷰 논문을 번역 및 요약하였다 본 리뷰 논문 에서는 현재까지 가장 널리 알려진 후성전사체 기작 중 하나인 N 6 methyladenosine (m 6 A) 가 신경계에서 어떤 역할을 하는지에대해서 자세히 다루고 있다

Key Words : 후성전사체 후성유전체 유전자 발현 신경계 발달

본 자료는 The m 6 A epitranscriptome: transcriptome plasticity in brain development and function. Nat Rev Neurosci 21,36 51 (2020). 의 논문을 한글로 번역 , 요약한 자료입니다

1. 서론

후성유전 변형(epigenetic modification)은 유전자 발현을 조절하여 세포 운명(cell fate) 및 환경 자극에 대한 반응을 결정한다. 이러한 DNA와 히스톤 변형을 조율하는 메커니즘은 광범위하게 연구되어 왔으며, 특히 후성유전 변형이 뇌 기능에 직접적으로 관련이 있으며 후성유전 변형의 조절 정애가 신경 발달 및 신경 퇴행성 질환 등에 연관되어 있음이 알려졌다. 하지만, 이러한 중요성에도 불구하고 유전자 발현 조절 수준에서 후성전사체 변형(epitranscriptomic modification)의 역할은 거의 밝혀지지 않았다.

RNA 변형은 리보솜 RNA 및 tRNA에서 발생하는 것으로 알려져 왔다. 하지만, 최근 많은 연구에서 mRNA 및 long non-coding RNA (lncRNA)에서 더 많은 변형이 확인되고 있고 이에 대한 기능들이 밝혀지고 있다. 이러한 변형은 스플라이싱(splicing), 수송(transport), 번역(translate)과 같은 RNA 처리 기작을 조절한다. "후성전사체"라고 알려진 이러한 변형들에는 다양한 종류가 존재하며 가장 잘 알려진 예로는 N6-methyladenosine (m6A), N1-methyladenosine, inosine, 5-methylcytidine, 5-hydroxymethylcytidine, pseudouridine, N6,2'-O-dimethyladenosine, N4-acetylcytidine, N7-methylguanosine, 8-oxoguanosine, 2'-O-methyl 등이 있다.

유전자 발현에 대한 RNA 변형의 효과는 세포 타입(cell-type) 특이적으로 발생한다. RNA 변형은 RNA 염기의 전하와 RNA 염기 쌍(base pairing) 특성을 변화시켜서, 상이한 RNA 접힘(folding)을 초래할 수 있다. 또한, 단백질-RNA 상호 작용을 조절하는 전사체 서열 자체에 포함된 인식 요소(recognition element)를 형성할 수 있다. 이러한 변화는 RNA 처리 기작에 문제를 일으켜 신경 질환의 위험을 증가시킬 수 있다.

최근 다양한 병렬 처리 기법이 신경세포 전사체 분석에 접목되었고, 이들 연구는 건강과 질병에 관련하여, 신경계 기능에 대한 후성전사체 연구가 중요하다는 것을 밝히고 있다. 좋은 예로, 후성전사체 조절 네트워크의 구성 요소에 문제가 생겨서 발생하는 간질, 지적 장애, 우울증 및 정신분열증과 같은 다양한 신경 발달 장애에 대한 연구가 많이 알려졌다.

RNA 변형에 대한 연구가 아직까지는 초기 단계에 머물고 있지만, 현재까지 가장 확인이 많이 된 대표적인 mRNA 변형인 m6A는 기능 및 작용 메커니즘에 대한 많은 정보가 존재한다. 본 리뷰 논문에서는 후성전사체적 조절의 중요성을 전체적으로 이해하는데 도움이 될 수 있도록 하는 것에 목적을 두고 있으며, 주로 mRNA와 RNA 중합효소 II에서 파생된 전사 물질에 여향을 미치는 조절 메커니즘에 중점을 두고자 한다.

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