관절염과 같은 퇴행성 질환을 유발하는 미토콘드리아 이중나선 리보핵산(RNA) 조절 원리가 규명됐다. 이를 통해 자가면역질환이나 염증성 질환 치료를 위한 돌파구가 제시될 것으로 기대된다.
한국과학기술원(KAIST)은 김유식 생명화학공학과 교수 연구팀이 비정상적 면역 활성을 유발해 염증반응이 동반된 세포 사멸을 일으키는 미토콘드리아 이중나선 RNA 조절 기전을 새롭게 발견했다고 22일 밝혔다.
연구팀은 미토콘드리아 내에 존재하며 RNA와 결합할 수 있는 단백질에 대해 유전자 가위를 이용해 각 단백질 발현을 억제한 후 미토콘드리아 이중나선 RNA의 발현량을 조사했다.
이 과정에서 RNA 구성 물질 중 하나인 시토신의 화학적 변형을 유발하는 엔썬4(NSUN4)라는 단백질 발현을 줄였을 때 미토콘드리아 이중나선 RNA 발현이 유의미하게 증가하는 것을 확인했다.
연구팀은 또 단백질을 생산하지 않는 미토콘드리아 비암호화 RNA 변형을 가속시키는 것이 동 단백질 엔썬4에 의해서라고 최초로 제시했다.
연구팀은 추가 연구를 통해 미토콘드리아 RNA 단백질 발현 감소로 축적된 미토콘드리아 이중나선 RNA 양이 증가했으며, 세포질로 누출된 미토콘드리아 이중나선 RNA는 면역반응을 활성화함을 확인했다.
이를 통해 새로운 세포 내 면역 유발인자로 최근 주목받기 시작한 미토콘드리아 이중나선 RNA 변형에 의한 발현 조절 기전을 제시하는 성과를 거뒀다.
김유식 교수는 “이번 연구를 통해 비정상적 면역 활성 유발인자로 최근 주목받고 있는 미토콘드리아 이중나선 RNA 형성 및 조절 기전을 밝혔다”며 “연구 결과를 바탕으로 면역 계통 질환을 비롯해 다양한 퇴행성 질환 발병 및 진행 과정을 효과적으로 제어할 수 있는 전략을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단 우수신진연구지원사업과 미국 국립보건원 지원으로 수행됐으며, 연구성과는 국제학술지 셀(Cell) 자매지인 '몰레큘러 셀(Molecular Cell)'에 지난 16일 온라인 게재됐다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
