IBS 연구진, RNA꼬리 측정기술 세계 최초 개발

[산업일보]

미래창조과학부(장관 최문기)와 국제과학비즈니스벨트 핵심 기관인 IBS(기초과학연구원, 원장 직무대행 신희섭)의 RNA연구단(단장 김빛내리)이 꼬리서열분석법(TAIL-seq)이라고 부르는 새로운 염기서열 분석법을 개발해 모든 생명활동의 핵심 물질인 전령RNA의 뒤쪽 끝부분에 존재하는 염기의 종류와 그 길이를 밝혀냈다.

연구진이 개발해 낸 이 분석법은 전령RNA의 운명을 결정하는 요소인 긴 아데닌 꼬리를 마치 책 읽듯 문자로 해독해 분석하는 기술로서, 기존 방법들에 비해 광범위하면서도 정확한 정보를 제공함으로써, 향후 생명체의 유7전자 조절 원리를 이해하는 데 필수적인 연구 도구로 각광받을 전망이다.

이번 연구 결과는 3월 20일자로 발간되는 셀(Cell)의 자매지인 몰리큘러 셀(Molecular Cell, IF 15.28) 표지논문으로 게재될 예정이다.

전령RNA는 DNA에 보관돼 있는 유전정보를 단백질로 전달하는 핵심 매개체이다. DNA를 복제해 RNA를 만들어 내면, 머리부분에 모자(cap)가 붙고, 꼬리 끝에 아데닌 꼬리(poly[A] tail)가 길게 붙어서 성숙한 전령RNA가 된다.

연구진은 DNA 서열을 대량으로 분석할 수 있는 차세대 염기서열분석(Next Generation Sequencing) 방법을 활용해 기존의 연구 방법으로는 알 수 없었던 아데닌 꼬리 길이를 정확하게 측정하는데 성공했고, 아데닌 꼬리 이외에 추가로 존재하는 염기서열을 발견했다고 밝혔다. 이번에 새롭게 발견된 꼬리 부분 염기서열의 변형을 통해 향후 유전자 조절을 이해하는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

전령RNA는 모든 생명 활동에 핵심이 되는 물질로 전령RNA가 어떻게 변형되는 지에 따라 세포의 운명이 바뀔 수 있기 때문에 전령RNA에 발생하는 변형의 종류와 길이를 밝히는 것은 매우 중요하다.

그러나 기존의 서열분석장치로는 아데닌 꼬리 길이를 정확히 측정하지 못했기 때문에 세계 여러 연구그룹들이 고전하고 있었다. 이에 연구진은 장치에서 나오는 형광신호를 기계학습법으로 직접 분석해 아데닌 꼬리의 길이를 재는 방법을 개발해 성공적으로 대량의 꼬리 길이를 잴 수 있었다고 밝혔다.

특히 전령RNA의 아데닌 꼬리는 수정 직후 배아 발생 과정에서 엄마의 RNA가 없어지며 아기의 RNA로 교체되는 과정 및 신경세포의 신속한 단백질 생산, 세포 분열 과정을 통한 증식 등에서 핵심적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

꼬리서열분석법을 다양한 세포나 조직에 적용할 경우, 기존의 연구방법으로는 알 수 없었던 생명 현상을 해석할 수 있기 때문에 세계의 유수 연구자들로부터 각광받고 있는 연구로 급부상하고 있다.

연구진은 RNA와 단백질의 생산이 배아발생, 바이러스 감염, 신경전달 등 모든 생명현상에 핵심적인 역할을 하기 때문에 이번에 개발된 꼬리서열분석법은 기존에 파악하기 힘들었던 생명 현상을 해석하는데 실마리를 제공할 수 있을 것으로 기대된다고 밝혔다.