RNA 합성 멈추는 것을 방해해 RNA 합성 지속하도록 유지
유전자 발현 조작할 수 있는 RNA 개발 가능해질 것
(내외방송=정지원 과학전문 기자) 세포 내 RNA 합성효소를 조절하는 물질을 초저온 전자현미경으로 관찰해 유전정보 복사 원리가 밝혀졌다.
KAIST는 7일 '내외방송'에 보낸 자료에서 "강진영 화학과 교수 연구팀이 RNA를 통한 RNA 합성효소의 조절 원리를 알아내고자 RNA 합성효소와 이를 조절하는 바이러스 유래 RNA인 'HK022 putRNA'의 결합 구조를 통해 유전자 전사 조절 원리를 규명했다"고 밝혔다.
유전자 전사는 DNA의 유전정보가 복사돼 RNA에 옮겨지는 과정으로 RNA는 유전정보의 복사물이다.
세포가 어떤 유전자를 얼마나 발현하느냐는 유전정보를 처음으로 발현하는 RNA 합성효소의 활성 정도에 따라 결정된다.
때문에 유전자 전사의 조절은 매우 중요하게 여겨진다.
HK022 putRNA(이하 putRNA)는 RNA 합성효소와 결합해 RNA 합성이 멈추지 않고 계속 되도록 도와주는 역할을 한다.
연구팀은 putRNA와 RNA 합성효소의 결합 복합체의 세 가지 구조를 초저온 전자현미경을 통해 규명했다.
관찰 결과, putRNA는 RNA 합성효소와 안정적으로 결합하고 있지만, 예측과 달리 예상보다 더 많은 염기쌍(수소결합된 상태)을 사용해 RNA 이중나선뿐만 아니라 삼중나선을 형성하는 것이 확인됐다.
또, putRNA가 RNA 합성효소와 결합하면 RNA 합성효소가 RNA 합성을 잠시 멈출 때 생기는 구조의 변화를 방해해 RNA 합성을 지속하도록 한다는 가설도 제시됐다.
강 교수는 "RNA 합성효소는 세포 내에 저장된 유전정보를 처음으로 꺼내 생명활동에 활용하는 만큼 세포 내에서 가장 중요한 단백질 중 하나"라고 말했다.
이어 "이전에 잘 알려지지 않았던 RNA를 통한 전사 조절의 기초적인 원리가 규명돼 앞으로 유전자 발현을 조작할 수 있는 RNA의 개발에 도움이 될 것으로 기대한다"고 덧붙였다.
황승하 박사과정이 제1저자로 참여한 이번 연구는 한국연구재단의 이공분야기초연구사업과 원천기술개발사업의 지원을 받아 수행됐으며 국제 학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 지난달 15일 출판됐다(논문명: Structural basis of transcriptional regulation by a nascent RNA element, HK022 putRNA).
