DNA만 알고 RNA는 모른다면, 아니 아니 아니되오~

2016년 06월 19일 18:00

사이언스 제공
사이언스 제공

이번주 ‘사이언스’ 표지는 복잡하게 얽혀 있는 유전체 사이의 RNA(리보핵산)를 나타낸 상징적인 그림으로 장식됐다. 곳곳에 RNA가 어디로 향할지를 나타내는 이정표가 눈에 띈다.

 

RNA는 핵산의 일종으로 DNA에 새겨진 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성할 때 직접 작용하는 고분자 화합물이다.

 

RNA는 세포 신호전달부터 유전자 발현까지 여러 가지 세포의 핵심 기능에 관여하기 때문에 활용 가능성이 높지만, 관련 연구는 이제 막 초기 단계에 접어든 상태다.

 

그동안은 RNA를 표적까지 제대로 전달하기 어렵고 체내 반감기가 상대적으로 짧다는 데서 약물 후보로서는 좋은 선택이 아니라는 판단이 지배적이었기 때문이다.

 

하지만 최근 RNA의 전달 수준을 높일 수 있는 기술이 개발되면서 상황은 달라졌다. ‘사이언스’ 17일자는 ‘세포의 중추’ 격인 RNA를 특집으로 다루면서 최근 연구 동향과 전망을 분석한 논문 4편을 게재했다.

 

브루스 술렌저 미국 듀크대 메디컬센터 교수팀은 신체 장애를 치료하기 위해 임상시험 중인 RNA 기반 치료법을 조명했다. 한 임상시험에서는 RNA 기반 치료법이 콩팥암 환자의 생존율을 높인다는 사실을 밝혀냈다.

 

또 다른 임상시험에서는 바이러스 항원을 면역세포인 수지상세포에 암호화하는 메신저 RNA(mRNA)가 에이즈(HIV·후천성면역결핍증) 환자들의 지속적인 면역 반응을 유도하는 것으로 나타났다.

 

술렌저 교수는 “mRNA는 유전자 교정 치료, 세포 재생 약물 등을 대체하게 될 것”이라며 “최근에는 mRNA 번역을 억제하거나 단백질을 조절하고 유전자를 재프로그래밍 하는 수단으로서 코딩되지 않은 RNA에 대한 임상적인 접근도 활발하다”고 밝혔다.

 

웬디 길버트 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수팀은 mRNA 변이의 역할과 중요성에 대해 다뤘다. 이에 대해서는 1960년대부터 관련 연구가 있었지만, 오래도록 변이 요인에 대해서는 제대로 밝혀진 바가 없었다. 가령 유전체 해독을 통해 세포의 mRNA 변이가 얼마나 자주, 얼마나 다양한 형태로 일어나는지는 알아냈지만 구체적으로 이 같은 변이의 기능과 중요성에 대해서는 알려지지 않은 것이다.

 

길버트 교수는 “최근에는 크리스퍼(CRISPR) 유전자 가위 등 새로운 생명공학 기술이 개발된 덕분에 점차 RNA 변이의 기능에 대한 연구도 늘고 있다”고 말했다.

 

알란 힌느부쉬 미국 국립보건원(NIH) 수석연구원 팀은 mRNA 번역을 조절하는 ‘5’비번역부위(5‘UTR)’에 주목했다. 힌느부쉬 연구원은 “5’UTR의 기능과 특징을 분석할 수 있는 ‘리보솜 프로파일링’ 기술 등이 개발된 덕분에 서로 다른 종류의 단백질이 5‘UTR과 각각 어떻게 다르게 상호작용해 mRNA 번역을 활성화시키는지 알 수 있게 됐다”며 “이는 암, 신경 질환, 지적 장애 등을 극복할 수 있는 특정 단백질의 발현을 증폭시키는 데 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

 

마지막으로 사릴 가르그 미국 하버드 의대 교수팀은 최근 발표된 연구들을 토대로 마이크로RNAs(miRNAs)가 줄기세포를 다양한 세포로 분화시키고 발달하도록 하는 데 중요한 역할을 할 수 있다고 분석했다. 다만 가르그 교수는 “만약 miRNA가 세포 분화를 유도한다면 어떤 요인에 의해 어떤 과정으로 이런 결과를 낳는지 등 아직 풀어나가야 할 과제가 많이 남아 있다”고 밝혔다.

 

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