백질 이영양증, 뇌척수액 림프구 증가증과 관련된 아급성 뇌병증으로 문헌에 보고
된 사례가 120례 정도로 희귀한 유전 질환이다.
□ 연구팀은 RNase H와 다양한 RNA:DNA 구조체의 상호작용을 단일분자
형광 FRET 관찰기술*을 이용하여 실시간으로 관찰한 결과, 이전 보고
와 달리 다-기능을 가진 효소이며, 이 기능은 DNA 단일 가닥 오버행의
방향성에 따라 조절됨을 규명하였다.
* 단일분자 형광관찰법: FRET(Fluorescence Resonance Energy Transfer)이라는 물리
현상을 이용한 방법으로 분자 하나-하나의 움직임을 관찰할 수 있는 형광기법.
RNA의 내부구조가 전사과정이 어떻게 변화하는지 알 수 있게 해주는 핵심기술이다.
□ 연구팀은 DNA 오버행의 방향이 3’일 때, RNase H는 RNA:DNA 혼성체
에서 떨어지지 않고 RNA를 연속적으로 분해하는 것을 알아냈다. DNA
오버행이 없는 경우와 오버행의 방향이 5’일 경우, RNase H는 RNA:DN
A 혼성체에 결합과 해리를 반복하며 RNA를 분산적으로 분해하는 것을
확인했다.
□ 전사 과정에서 형성된 R-루프(R-loop)는 유전체의 안정성을 위해서 RN
ase H에 의해 제거되는데, 연구팀은 실제 R-루프의 구조를 재현하여 R
Nase H가 두 가지 분해모드를 사용하여 RNA를 분해함으로써 R-루프
를 제거하는 것을 규명하였다.
□ 이광록 교수는 “이번 연구는 RNase H의 새로운 RNA 인식모드 및 분
해 분자기전을 밝혔다”면서“향후 유전자 복제 및 유지보수를 이해하
고 발달성 뇌질환인 아이카디-구티에레스 증후군의 신약개발에 공헌할
것으로 기대된다”고 말했다.
□ 지스트 이광록 교수팀이 수행한 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자
지원사업 및 기초연구실과 지스트의 연구원(GRI) 지원을 받아 수행되었
으며, 관련 논문은 생화학&유전학분야 상위 2.6% 논문인 세계적 학술
지인 ‘뉴클레익 에시드 리서치(Nucleic Acids Research)’에 2021년 11
월 12일 온라인 게재되었다. <끝>