KAIST, 암·루게릭병 등 발병 기전 밝혀…종양 형성 메커니즘 규명

역방향 알루 반복 구조(IRAlus)로 인한 유전자 발현 조절 기전 모식도.

한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 김유식 생명화학공학과 교수와 이영석 바이오 및 뇌 공학과 교수팀이 종양 형성과 퇴행성 뇌질환을 유발하는 새로운 유전자 조절 기전을 찾아냈다고 6일 밝혔다.

연구진은 단백질 정보를 가진 전령 RNA(mRNA) 유전자 조절 기전에서 '알루 요소(Alu)'의 중요성을 제시하고, 나아가 종양 형성 및 퇴행성 뇌질환 등 mRNA가 변화하는 다양한 질환에서 '역방향 알루 반복구조(IRAlus)'라는 새로운 발병 원인을 최초로 제시했다.

인간 유전체의 약 10%를 차지하는 반복서열인 Alu는 mRNA의 단백질 생산 효율을 조절할 수 있다. 특히, mRNA가 2개 알루 요소로 형성된 IRAlus를 가지게 되면 mRNA의 세포 내 이동이 방해돼 단백질 생산이 감소한다.

연구팀은 mRNA가 변화하는 과정에서 주요 mRNA가 IRAlus에 의해 조절받고, 이것이 mRNA 유전자 발현 억제로 이어져 질환을 일으킨다는 새로운 발병 기전을 밝혔다.

종양 형성 과정에서도 IRAlus 유전자 조절 기전 영향을 분석해, 종양억제유전자 활성이 억제되면서 암 발달을 촉진할 수 있다는 결과를 내놓았다.

연구팀은 신경계 세포에서 IRAlus로 인한 유전자 조절이 활발하다는 것을 확인했다. 해당 현상의 과도한 활성과 루게릭병으로 알려진 근위축성 측삭경화증을 비롯한 퇴행성 뇌질환 간 연관성을 최초로 제시했다.

김유식 교수는 “이번 연구는 IRAlus를 가지는 유전자를 목록화하는 것을 넘어서 해당 유전자 발현 조절이 인간 질환, 특히 종양 형성 및 퇴행성 뇌질환 발병과정에서 핵심적인 역할을 하는 것을 최초로 확인한 것”이라며 “IRAlus라는 새로운 타깃 물질을 활용하면 종양과 노화를 비롯해 다양한 퇴행성 질환의 발병 기전 분석에 근본적이고 효과적인 치료전략을 마련하는 데 유용할 것”이라고 말했다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com