KAIST, 미토콘드리아로 퇴행성 질환 제어 가능성 제시

김유식 교수팀, RNA 변형 통한 미토콘드리아 RNA 조절 규명
면역반응 및 세포사멸 조절로 질환 치료, 국제학술지 게재

[대전=뉴시스] 미토콘드리아 RNA 변형을 통한 경량 가닥 RNA의 선택적 조절 기전 모식도.(사진=KAIST 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 김유식 교수팀이 비정상적 면역활성을 유발해 염증반응이 동반된 세포사멸을 일으키는 미토콘드리아 이중나선 RNA의 새로운 조절기전을 규명했다고 22일 밝혔다.

최근 미토콘드리아 이중나선 RNA가 스트레스 환경에서 세포질로 빠져나가 비정상적 면역활성 및 세포사멸을 유발한다는 것이 밝혀졌다.

또 미토콘드리아 이중나선 RNA로 촉발되는 면역활성은 염증반응이 동반된 퇴행성 질환과 자가면역질환 중 하나인 쇼그렌 증후군의 발병 및 진행에 핵심적인 역할을 한다는 게 보고됐다.

하지만 아직 미토콘드리아 이중나선 RNA의 분자적 조절기전에 대해서는 연구된 게 없다.

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

연구 결과, RNA의 구성물질 중 하나인 시토신의 화학적 변형을 유발하는 '엔썬4(NSUN4)'라는 단백질의 발현을 줄였을 때 미토콘드리아 이중나선 RNA의 발현이 유의미하게 증가하는 것을 확인했다.

또 연구팀은 엔썬4에 의해 단백질을 생산하지 않는 미토콘드리아 비암호화 RNA의 변형을 가속시키는 것도 최초로 규명했다.

연구팀은 추가 연구를 통해 미토콘드리아 RNA 단백질들의 발현 감소로 축적된 미토콘드리아 이중나선 RNA의 양이 증가하고 세포질로 누출된 미토콘드리아 이중나선 RNA는 면역반응을 활성화시킨다는 것도 확인했다.

이번 연구는 국제 학술지 셀(Cell)의 자매지인 '몰레큘러 셀(Molecular Cell)' 온라인판에 지난 16일자로 게재됐다.(논문명:RNA 5-methylcytosine marks mitochondrial double-stranded RNAs for degradation and cytosolic release).

김유식 교수는 "이번 연구를 통해 비정상적 면역활성 유발 인자로 최근 주목받고 있는 미토콘드리아 이중나선 RNA의 형성 및 조절기전을 밝혔다"며 "연구 결과를 바탕으로 면역계통 질환을 비롯해 다양한 퇴행성 질환의 발병 및 진행과정을 효과적으로 제어할 수 있는 전략을 제시할 수 있을 것"라고 말했다.

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