KAIST, 미토콘드리아로 퇴행성 질환 제어

“면역·퇴행성 질환 발병·진행 과정 효과적으로 제어”

미토콘드리아 RNA 변형을 통한 경량 가닥 RNA의 선택적 조절 기전 모식도. (KAIST 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 미토콘드리아로 퇴행성 질환까지 제어할 수 있다는 사실을 규명했다.

한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 김유식 교수 연구팀이 비정상적 면역 활성을 유발해 염증반응이 동반된 세포 사멸을 일으키는 미토콘드리아 이중나선 RNA의 새로운 조절 기전을 찾아냈다고 22일 밝혔다.

미토콘드리아는 세포의 에너지 생산 공장이라는 별칭으로 흔히 불리지만 이 밖에도 선천성 면역반응에서 중심 역할을 한다고 알려져 있다.

하지만 아직 미토콘드리아 이중나선 RNA의 분자적 조절 기전에 대해서는 보고된 바 없다.

이에 연구팀은 미토콘드리아 내에 존재하며 RNA와 결합할 수 있는 단백질에 대해 유전자 가위를 이용, 각 단백질의 발현을 억제한 후 미토콘드리아 이중나선 RNA의 발현량을 조사했다.

이 과정에서 RNA의 구성 물질 중 하나인 시토신의 화학적 변형을 유발하는 엔썬4(NSUN4)라는 단백질의 발현을 줄였을 때 미토콘드리아 이중나선 RNA의 발현이 유의미하게 증가하는 것을 확인했다.

또 단백질을 생산하지 않는 미토콘드리아 비암호화 RNA의 변형을 가속하는 것이 단백질 엔썬4에 의해서라고 처음으로 제시했다.

미토콘드리아 RNA 단백질들의 발현 감소로 축적된 미토콘드리아 이중나선 RNA의 양이 증가했으며 세포질로 누출된 미토콘드리아 이중나선 RNA는 면역반응을 활성화했다.

연구팀은 이를 통해 새로운 세포 내 면역 유발인자로 최근 주목받기 시작한 미토콘드리아 이중나선 RNA의 변형에 의한 발현 조절 기전을 제시했다.

김유식 KAIST 생명화학공학과 교수. /뉴스1

김유식 교수는 “이번 연구를 통해 비정상적 면역 활성 유발 인자로 최근 주목받고 있는 미토콘드리아 이중나선 RNA의 형성 및 조절 기전을 밝혔다”며 이번 연구의 결과를 바탕으로 면역 계통 질환을 비롯해 다양한 퇴행성 질환의 발병 및 진행 과정을 효과적으로 제어할 수 있는 전략을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다.

김수진 KAIST 생명화학공학과 박사와 탄 스테파니 박사과정 학생이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 한국연구재단 우수신진연구지원사업과 미국 국립보건원의 지원으로 수행됐다.

이번 연구는 국제학술지 '셀' 자매지인 ‘몰레큘러 셀' 온라인에 지난 16일 게재됐다.

memory4444444@news1.kr