남진우 생명과학과, 연세대 의대 이상길 교수 공동연구팀이 편평상피세포암의 발생을 조절하는 긴 비암호 RNA 유전자(LncRNA)를 세계 최초 발견했다.
비암호 유전자 전사물질인 LncRNA 중 HERES를 포함한 6개의 LncRNA가 식도편평상피세포암과 관련있다는 사실을 발견했다. 이 연구 결과에 의하면 HERES의 억제에 따른 DNA 메틸화, 단백질 복합체 역시 조절된다. 이번 연구는 마이크로RNA에 의한 유전자 조절기전을 규명해 마이크로RNA 표적 유전자 예측의 정확도를 높일 실마리를 찾았다는 점에서 의의를 가진다.
이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구), 바이오의료기술개발사업 및 복지부 다부처유전체사업의 지원으로 수행됐고, 미국국립과학학술회보(Proceedings of National Academy of Sciences) 최신호에 게재됐다.
이번 연구는 `HERES 발현 억제제를 포함하는 편평상피세포암 예방 또는 치료용 약학적 조성물`이라는 특허를 취득했다.
유전자 발현 과정에서 다양한 조절이 이뤄지는데 새루운 조절 기전(메커니즘)인 UMD를 최초로 발견하였고, 논문은 '네이처 커뮤니케이션스'에 9월 13일 게재됐다.
남 교수는 ‘번역조절’을 담당하는 조절인자 마이크로RNA(유전자 발현 조절 등의 기능을 하는 RNA)와 RNA의 품질관리(세포 내 잘못 생성된 RNA를 가려내는 행위)를 담당하는 조절인자 UPF1 사이에 또 다른 ‘번역조절’이 존재한다는 걸 밝혔다. 남 교수팀은 이 유전자 발현 조절을 UMD로 명명했다.
남 교수와 연세대 김형범 교수팀이 하버드 의대와 공동연구를 통해 인간 여성 세포에서 X 염색체 2개 중 하나가 불활성화가 되는 과정을 규명했다.
남 교수팀에 따르면 효율적인 유전자 절단 방법을 이용해 X 염색체를 불활성화시키는 '지스트(Xist)‘라는 RNA를 체계적으로 분석하고 이를 통해 기존에 밝혀진 생쥐의 지스트 유전자와 상이한 인간 지스트 유전자의 기능과 활성부위를 구체적으로 규명했다. 이 연구결과에 의하면 지스트 유전자에서 핵심 기능을 하는 구간이 생쥐는 반복서열 구간인 반면, 인간은 서열이 반복되지 않는 구간임을 확인했다. 또한 생쥐와 달리 인간 지스트 유전자를 삭제했을 때 X 염색체 재활성화가 활발히 나타나는 것도 관찰했다.
이 연구는 과학기술정보통신부‧한국연구재단 기초연구사업, 바이오‧의료기술개발사업의 지원으로 수행됐고, 분자유전학 및 유전체 분야 국제학술지 ‘뉴클레익 애시드 리서치(Nucleic Acids Research)’에 2월 20일 게재됐다.
주요논문
Global analyses of the effect of different cellular contexts on microRNA targeting. In press, Mol Cell, 2014.
Long non-coding RNAs in C.elegans. Genome Research. 22: 2529-2540, 2012.
Expanding the MicroRNA Targeting Code: A Novel Type of Site with Centered Pairing., Mol Cell, 38(6):789-802, 2010.
Conserved MicroRNA miR-8/miR-200 and Its Target USH/FOG2 Control Growth by Regulating PI3K, Cell, 139(6):1096-1108, 2009.
miR-29 miRNAs activate p53 by targeting p85a and CDC42 Nature Structural and Molecular Biology 16(1):23-9, 2009.
Molecular basis for the recognition and processing of primary microRNA by Drosha. Cell, 125:887-901, 2006.
Genomics of microRNA. Trends in Genetics, 22(3):165-173, 2006.
Human miRNA prediction through probabilistic co-learning of sequence and structure. Nucleic Acids Research, 33(11):3570-3581, 2005.
주석
↑<뉴스H> 2019.11.21 남진우 교수 참여 공동 연구팀, 난치성 식도암의 새로운 치료 표적 유전자 ‘HERES’ 세계 최초 발견
↑<뉴스H> 2019.11.11 남진우 교수, 마이크로RNA에 의한 새로운 유전자 조절기전 규명
↑<뉴스H> 2019.09.24 남진우·황정욱 교수, 마이크로RNA 표적유전자 예측도 높이는 기술 개발
↑<뉴스H> 2019.03.12 남진우 교수팀, 여성 ‘두 번째 X 염색체’ 조절과정 규명