삼성융합의과학원 지성욱 교수팀 밝혀
암이나 당뇨병, 퇴행성 뇌질환 발병과 밀접한 관계를 가진 핵심 생체물질인 마이크로 RNA(초극소 리보핵산)의 새로운 형태의 유전자 결합 형태가 국내 의학자에 의해 세계 최초로 발견됐다.
이번 연구는 성균관대 삼성융합의과학원 지성욱 교수가 제1저자 겸 교신저자로서 핵심 역할을 수행하며 미국 록펠러대학(Rockefeller Univ.) 및 콜드스프링하버 연구소(Cold Spring Harbor Laboratory)와 공동으로 진행한 것으로, 세계적 과학저널 ‘Nature’의 자매지 ‘Nature Structural and Molecular Biology(IF :12.273)’ 온라인판에 2월13일 속보로 발표됐다.
지 교수팀은 이번 논문에서 유전자의 단백질 생성 기능을 억제하기 위해서 단백질 합성 명령을 전달하는 mRNA와 결합하는 마이크로RNA가 말단 6개의 염기 서열과 정확히 맞는 상보관계가 아닌 경우라도 mRNA의 상보관계가 아닌 부분을 융기 모양으로 밀어내고 상보적인 부분을 찾아 결합함을 증명했다.
이는 마이크로RNA가 상보적 염기서열을 가진 종래의 mRNA외에도 더 많은 mRNA를 조절하고 있음을 입증한 것이며, 쥐의 대뇌피질과 자궁경부암 세포에서 해독해 본 결과 이 같은 mRNA는 마이크로 RNA에 조절되는 mRNA의 약 20%에 달하는 것으로 밝혀졌다.
이번 연구의 핵심인 마이크로RNA는 지난 1993년 Victor Ambros 연구실에서 최초로 발견한 생체 물질로서, 아고너트(Argonaute)라는 단백질과 결합해 여러 유전자의 mRNA를 인식, mRNA의 단백질 생성 기능을 억제한다. 마이크로RNA의 이 같은 작용은 유전자 발현의 중요한 기전의 하나로서 정상상황에서는 세포의 분화와 성장에 관여하고, 기능에 이상이 있을 때는 암 및 퇴행성 질환, 당뇨병 등을 유발하게 되어 생명현상의 열쇠로 주목받고 있다.
이에 지 교수팀의 이번 연구는 암, 당뇨병 등 유전자 이상 질병의 근원 유전자만 억제하는 방식이 가능하다면 ‘마이크로RNA 기반치료제’를 통한 맞춤형 질병치료가 가능해질 것이라는 기대감을 주고 있다.
삼성융합의과학원 정명희 원장은 “이번 연구로 질병 발생기전을 더 명확히 알게 됨에 따라 보다 많은 유전자를 타깃으로 할 수 있어 미래의학으로 각광받는 맞춤치료의 정밀도를 높일 수 있다는 점에서 전 세계 학계의 주목을 받고 있다”고 설명했다.
지 교수는 2009년 쥐의 대뇌 피질 안에서 마이크로RNA 454개를 한꺼번에 찾아 염기서열을 해독해 마이크로RNA 유전자 지도를 해독하고, 마이크로RNA에서 유전자에 달라붙어 기능을 방해하는 모든 핵심 부위를 찾아내는 혁신적인 BT-IT 융합기술(Ago HITS-CLIP) 개발에 성공해 네이처지에 연구 논문을 게재한 바 있다.
삼성서울병원은 올해 1월 세계 두 번째 개발된 헌터증후군 신약, 줄기세포를 이용한 무릎연골재생치료제 개발에 참여하는 등 연구 부분에서 새로운 성과를 도출하고 있으며, 성균관대학교-삼성의료원-삼성그룹이 참여해 지난해 2월 설립한 국내 최초 융합형 의과학 교육 연구기관인 삼성융합의과학원은 이번 지성욱 교수의 연구결과를 중심으로 마이크로 RNA의 특성을 이용해 암 등 난치병에 보다 효과적이고 부작용이 없는 RNA 기반 치료제 및 치료기술 개발 응용에 한층 속도를 낼 계획이다.
