□ IBS(원장 오세정, 기초과학연구원) RNA 연구단(단장 김빛내리)과 서울대학교 화학부 김진수 교수팀이 공동으로 원하는 마이크로RNA만을 제거할 수 있는 새로운 기법을 개발했다.
○ 이번 연구성과는 네이처 자매지인 '네이처 스트럭처럴 앤 몰리큘러 바이올로지(Nature Structural & Molecular Biology)'에 11일 게제됐으며 마이크로 RNA를 제어함으로서 암, 심혈관 질환, 뇌질환 등 다양한 질병을 치료할 수 있는 지평을 열었다는 점에서 의미가 있다.

* 논문 제목 : 인간 마이크로RNA에 대한 TALEN 기반 녹아웃 라이브러리(TALEN-based knockout library for human microRNAs), 공동제1저자 : 기초과학연구원 RNA 연구단 김영국 박사후 연구원, 공동제1저자 : 서울대학교 화학부 유전체공학 창의연구단 위갑인 연구교수, 공동교신저자 : RNA 연구단 김빛내리 단장, 공동교신저자 : 서울대학교 화학부 김진수 교수

□ RNA 연구단과 김 교수 연구진은 제2세대 유전자가위로 알려진 탈렌(유전공학적으로 합성된 단백질 효소) 효소를 이용해 세포로부터 원하는 마이크로RNA 유전자를 제거하는데 성공했다.
* 탈렌(Transcription Activator-Like Effector Nuclease: TALEN) : 유전체 상에서 원하는 염기서열을 인식해 그 유전자 부위를 절단하는 유전자가위(engineered nuclease)의 일종이다. 이러한 과정을 통해 절단된 유전자 부위는 세포 내의 복구 과정을 통해 회복되는 경우도 있지만, 복구 과정에서 다양한 돌연변이가 생기는 경우가 많다. 이러한 돌연변이로 인해 그 유전자의 기능이 차단되므로, 이를 응용해서 특정 유전자의 기능을 차단하는 기법으로 탈렌이 많이 이용되고 있다.
○ 기존연구는 단백질을 만들어내는 유전자에 탈렌 효소를 사용했으나 마이크로 RNA 유전자를 제거하는데 응용한 것은 이번이 처음이다.
○ 기존연구 기법들은 원하는 마이크로RNA 뿐만 아니라 서열이 유사한 다른 마이크로RNA도 억제, 즉 원치 않는 마이크로RNA를 억제해 다양한 부작용이 발생기는 문제점이 있었다.
○ 마이크로RNA를 억제하기 위해서는 유전체 상의 특정위치를 제거해야 하는데 인체에는 수백여 종의 마이크로RNA가 존재하며 그 서열이 다르다.
○ 이에 연구진은 사람의 몸에서 세포 분열 등 중요한 역할을 하는 마이크로RNA 274개를 실험군으로 뽑아 분석했으며 서열이 다른 특정위치를 제거하기 위해 맞춤형 탈렌 효소 540종을 개발했다.
○ 540종의 탈렌 효소 중 66개를 무작위로 실험한 결과 평균 20~30%의 효율을 보였다.
○ 기존 유전자 제거 연구가 무작위 실험 시 0.1% 이하의 효율을 보인 것에 비교하면 엄청난 효율을 보인 것이다.
○ 특히 탈렌 효소 중 2개를 선정하여 암세포에 적용한 결과 암세포 증식 속도가 1/3 수준으로 떨어져 의료분야 적용도 가능할 것으로 연구진은 예상하고 있다.

□ 이번 연구는 마이크로RNA의 특정위치를 제거할 경우 그 기능이 사라지는 표준모델을 개발하는 동시에 인체의 중요한 기능을 하는 마이크로RNA를 제거할 수 있는 맞춤형 탈렌 효소 540종을 개발해 향후 인간 세포를 이용한 각종 연구나 치료제 개발 등의 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다.

첨부 1. 연구개요, 용어설명, 그림설명, 연구진 이력사항