■ 세포 삼투압 조절 단백질이 암. 노화 억제

 

■ 세포 삼투압 조절 단백질이 암. 노화 억제

 

● R-루프(R-loop) 계속 축적되면, DNA 복제에 문제 발생

 

국내 연구진이 세포 삼투압을 조절하는 단백질이 암과 노화 억제에 관여한다는 사실을 밝혀냈다. 이 단백질은 유전체(DNA)의 이상 구조를 제거해 유전체의 안정성을 유지시켜준다. 이 발견으로 암이나 노화 현상을 해결할 치료제 개발에 도움이 될 것이라고 연구진은 전망했다. 울산과학기술원(UNIST)은 권혁무. 이자일. 명경재 교수팀이 '톤이비피(TonEBP)' 단백질이 R-루프(R-loop) 제거에 관여한다는 사실을 알아냈다고 2020년 12월 22일 밝혔다. R-루프(R-loop)는 DNA로부터 RNA가 합성되는 전사(Transcription)과정에서 DNA 이중 나선 구조가 일시적으로 벌어지면서 생기는 고리 모양 구조체이다. R-루프(R-loop)가 제때 없어지지 않고, 축적되면, DNA 복제에 이상이 생기고, 암이나 노화 현상이 촉진되는 것으로 알려져 있다.

 

● 톤이비피(TonEBP) 단백질이 R-루프(R-loop) 제거에 관여

 

연구 결과에 따르면, 톤이비피(TonEBP) 단백질은 R-루프(R-loop)를 인지한 후, RNA 제거 효소를 R-루프 쪽으로 끌어오는 과정을 활성화한다. R-루프(R-loop)는 벌어진 한 쌍의 DNA 가닥 중 한 가닥 위에 전사를 통해 합성된 RNA가 붙여진 구조이다. 따라서, 이 RNA 가닥이 제거되면, DNA 가닥이 평상시의 안정한 이중 나선 구조로 봉합된다. 세포를 관찰하던 연구진은 R-루프(R-loop)가 생성된 곳에 톤이비피(TonEBP) 단백질이 공존한다는 것을 발견하고, 상관관계를 살피는 연구를 시작했다. 톤이비피(TonEBP) 단백질은 세포의 삼투압을 조절하는 것으로 알려진 단백질이지만, 최근 이 단백질 이상이 당뇨성 신장병이나 간암, 면역 대사 질환을 유발하는 것으로도 밝혀졌다.

 

연구진은 이번 연구를 통해 톤이비피(TonEBP) 단백질이 RNA 제거를 촉진하는 구체적 과정을 밝혀냈다. 먼저 TonEBP 단백질은 DNA에 형성된 R-루프(R-loop)를 인식해 찾는다. 그리고, RNA의 메틸화를 돕는 'METTL3' 효소와 결합해 메틸화 반응을 촉진시킨다. RNA의 특정 부위에 메틸 작용기가 붙는 과정인 메틸화 반응은 RNA 제거 효소를 R-루프로 유인한다. 연구진은 톤이비피(TonEBP) 단백질이 R-루프를 찾아가는 방식도 밝혔다. TonEBP 단백질은 R-루프에 바로 결합하거나 DNA 가닥 위를 타고 이동하다가 30억 개의 염기쌍으로 구성된 사람의 DNA에서 R-루프를 빠르게 발견한다. 이 분석을 위해 DNA 위를 이동하는 단백질의 움직임을 실시간으로 볼 수 있는 특수기법이 사용됐다. 연구 결과는 세계적 학술지인 '뉴클레익 에시즈 리서치' 2020년 12월 11일자에 온라인 게재됐다.