원형 RNA로 특정 질병 유전자 치료 가능성 열어

KAIST 연구팀, mRNA 분해 관련 새로운 기전 규명

KAIST는 생명과학과 김윤기 교수 연구팀이 원형 RNA를 이용해 세포 내 특정 mRNA의 안정성을 조절할 수 있는 새로운 형태의 유전자 발현 조절 기전을 규명했다고 18일 밝혔다.

원형RNA는 세포 내에서 다양한 기능을 발휘하지만, 이에 대한 메커니즘을 모두 규명하지 못했다. 또 mRNA는 단백질을 합성할 수 있는 DNA 정보를 전사하고 전달하는 역할을 한다. 코로나19가 유행할 때 중소기업이던 모더나는 mRNA를 이용한 백신을 단시간에 만들기도 했다.

KAIST 김윤기 교수 연구팀이 유전자 치료의 새로운 가능성을 제시했다. 왼쪽부터 김윤기 교수(교신저자), 부성호 박사후연구원, 신민경 박사과정 연구생.

연구팀은 RNA 분해 기전이 mRNA 품질 관리 기전인 ‘논센스 돌연변이 매개 mRNA 분해’(NMD) 의 새로운 메커니즘이란 것을 처음 확인했다.

NMD가 원형 RNA(circular RNA)에 의해 유도된다는 기전을 활용해 표적 유전자의 발현을 인위적으로 억제할 수 있음을 규명했다.

KAIST 생명과학과 부성호 박사후연구원은 "NMD와 관련한 단백질을 제거했을 때 RNA 분해가 억제되는 것을 확인했다"며 "EJC(엑손 접합 복합체)를 갖는 원형RNA가 mRNA의 3'UTR(비번역 부위)과 결합해 mRNA를 빠르게 분해한다는 걸 확인하고, 이를 'circNMD'(서크엔엠디)라 명명했다"고 말했다.

부 연구원은 "이는 특정 유전자의(추가) 발현을 억제하는 방법으로, 예를 들어 치매나 당뇨 등의 치료제로 사용될 가능성을 시사한다"고 덧붙였다.

원형 RNA를 통한 표적 mRNA 발현 억제 기전 모식도. 표적 mRNA에 NMD를 유도하는 방법으로 유전자의 발현을 억제할 수 있다.(그래픽=KAIST)