IBS, RNA 리보솜 결합·분리 제어하는 광유전학 기술 개발

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빛으로 세포 내 특정 RNA 이동과 단백질 합성을 조절할 수 있는 기술이 개발됐다.

기초과학연구원(IBS·원장 노도영)은 인지및사회성 연구단(단장 신희섭·이창준) 허원도 초빙연구위원(KAIST 교수), 이상규 연구위원팀이 빛을 이용해 유전정보를 전달하는 전령RNA와 단백질을 생성하는 리보솜의 결합을 제어, 단백질 합성을 조절하는데 성공했다고 20일 밝혔다.

DNA의 유전정보는 RNA를 거쳐 단백질로 전달된다. 이 때 중간에서 유전정보를 전달하는 RNA를 전령RNA라고 한다. 단백질 생성공장인 리보솜은 전령RNA의 유전정보를 읽어 단백질을 합성한다.

mRNA-LARIAT 광유전학 기술로 전령RNA(mRNA)의 이동과 단백질 합성을 조절하는 모식도.
<mRNA-LARIAT 광유전학 기술로 전령RNA(mRNA)의 이동과 단백질 합성을 조절하는 모식도.>

특정 전령RNA만을 세밀하게 조절하기 어려웠는데, 이번 연구에서는 살아있는 세포에 청색광을 비춰 특정 전령RNA 이동 및 단백질 합성을 조절하는 mRNA-LARIAT 광유전학 기술을 개발했다.

연구팀은 이전 연구로 개발한 라리아트 올가미(LARIAT) 기술과 RNA 이미징 기술을 융합했다. 세포에 청색광을 비춰주면 라리아트 올가미에 전령RNA가 갇히면서 리보솜과 격리되고 단백질 합성이 감소함을 관찰했다. 이어 청색광을 차단하면 라리아트 올가미로부터 전령RNA가 빠져나오면서 리보솜과 단백질 합성을 다시 시작함을 확인했다. 전령RNA가 올가미에 갇히면 향후 단백질이 작용하는 위치까지 이동하는 것을 멈춘다. 단백질 합성이 차단된다.

허원도 교수는 “mRNA-LARIAT 광유전학 기술을 활용하면 암세포, 신경세포 등 다양한 세포 내 전령 RNA 이동 및 단백질 합성을 빛으로 조절할 수 있다”며 “앞으로 암세포 전이, 신경질환 등 전령 RNA 관련 질병 연구에 응용 가능할 것이다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com