KAIST, 암·루게릭병 등 난치성 질환 발병 기전 밝혔다

김유식 교수 공동 연구팀, '역방향 알루 반복구조' 메커니즘 규명

(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 한국과학기술원(KAIST)이 암 등 종양 형성과 퇴행성 뇌 질환 등 mRNA(전령 RNA)가 변화하는 다양한 질환에서 '역방향 알루 반복 구조'(IRAlus)라는 새로운 발병 원인을 최초로 제시했다.

KAIST는 생명화학공학과 김유식 교수와 바이오및뇌공학과 이영석 교수 공동 연구팀이 종양 형성과 퇴행성 뇌 질환을 유발하는 새로운 유전자 조절 기전을 찾아냈다고 6일 밝혔다.

인간 유전체의 약 10%를 차지하는 반복서열인 알루 요소(Alu element)는 단백질 정보를 갖는 mRNA의 단백질 생산 효율을 조절할 수 있다.

특히 mRNA가 2개의 알루 요소로 형성된 역방향 알루 반복 구조를 갖게 되면 mRNA의 세포 내 이동을 방해해 단백질 생산이 감소한다.

연구팀은 질환 특이적으로 mRNA가 변화하는 과정에서 주요 mRNA가 역방향 알루 반복 구조에 의해 조절 받고, 이는 mRNA가 갖는 유전자 발현 억제로 이어져 질환을 일으킨다는 새로운 발병 기전을 밝혀냈다.

연구팀은 역방향 알루 반복 구조를 인지할 수 있는 항체를 활용한 차세대 염기서열 분석법을 사용해 특정 세포 내에 활성화된, 기능적인 역방향 알루 반복 구조를 갖고 있어 단백질 합성이 억제될 수 있는 mRNA 유전자 목록을 완성했다.

종양 형성 과정에서 역방향 알루 반복 구조의 유전자 조절 기전 영향도 분석했다.

연구팀은 신경계 세포에서 역방향 알루 반복 구조로 인한 유전자 조절이 활발하다는 것을 확인했다.

또 해당 현상의 과도한 활성과 '루게릭병'으로 알려진 근위축성 측삭경화증을 비롯한 퇴행성 뇌 질환 간의 연관성을 최초로 제시했다.

김유식 교수는 "인간 유전체 내 반복서열인 역방향 알루 반복 구조를 갖는 유전자를 목록화하는 것을 넘어 해당 유전자 발현 조절이 인간 질환, 특히 종양 형성 및 퇴행성 뇌 질환 발병과정에서 핵심적인 역할을 하는 것을 최초로 확인했다"고 설명했다.

그러면서 "역방향 알루 반복 구조라는 새로운 타깃 물질을 활용하면 종양과 노화를 비롯해 다양한 퇴행성 질환 발병 기전 분석에 근본적이고 효과적인 치료전략을 마련하는 데 유용할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 셀(Cell) 자매지인 '몰레큘러 셀' 지난 2일 자 온라인에 실렸다.

jchu2000@yna.co.kr

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