한빛사 인터뷰
- 등록2024-05-01
- 조회3,103
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
MicroRNA (miRNA)는 ~22 nt 길이의 noncoding RNA로 mRNA 안정성과 번역을 조절합니다. 사람은 수백 개의 miRNA 유전자를 가지고 있고, 이들 miRNA는 sequence-specific하게 mRNA 발현을 억제하기 때문에 cell identity가 변하는 발생, 분화 단계, 암과 같은 발병 단계에서 중요하게 기능합니다. 따라서 miRNA의 생성 및 조절 기전을 이해하고 miRNA를 유전자 치료의 modality로 이용하려는 노력이 이어져 왔습니다.
어떻게 수억 bp의 DNA로부터 22 nt 길이의 RNA가 정확한 서열로 만들어질 수 있는가 하는 것은 RNA biology 분야의 흥미로운 질문입니다. 그 과정은 miRNA 서열을 담고 있는 primary transcript (pri-miRNA)의 헤어핀 구조를 DROSHA 단백질이 잘라내면서 시작됩니다. 핵 내 수많은 RNA 분자가 다양한 헤어핀 구조를 가지고 있기 때문에 DROSHA는 헤어핀의 여러 구조적 특징을 인식해 pri-miRNA를 정확하게 포착합니다. 이러한 중요성에도 불구하고 실험방법론의 한계로 pri-miRNA 구조는 포괄적으로 알려지지 못한 상황이었습니다.
최근 10년 사이에 시퀀싱과 click chemistry를 이용해 광범위하게 RNA 2차 구조를 밝힐 수 있는 실험방법이 다수 보고되었습니다. 저희는 그 중 하나인 SHAPE-MaP이라는 방법을 이용해 500여 개 pri-miRNA의 2차 구조를 정확하게 밝혔습니다. Pri-miRNA는 합성한 mini-gene DNA construct로부터 준비했습니다.
세 가지 주요한 발견은 다음과 같습니다. 첫째로, pri-miRNA processing의 새로운 기전을 발견했습니다. 전체 Pri-miRNA 구조로부터 DROSHA가 결합하기 어려운 특이한 구조를 다수 발견했고, 후속 연구를 통해 이들 pri-miRNA에 대해서 추가적인 cis, trans-factor가 기능함을 밝혔습니다. 둘째로, pri-miRNA processing을 도와주는 새로운 구조 모티프를 찾았습니다. Pri-miRNA로부터 자주 발견되는 구조적 특징을 살펴보던 중 processing 효율과 상관성이 높은 특징을 발견했고 mutagenesis 실험을 통해 인과관계를 밝혔습니다. 마지막으로, 유전자 치료 modality 중 하나인 shRNA 구조를 최적화해 억제 효율을 높였습니다. 저희가 만든 pri-miRNA 구조 정보가 miRNA와 관련된 기초 및 응용 연구에서 유용하게 쓰이길 기대합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
이 연구는 서울대학교 생명과학부 김빛내리 교수님 연구실, IBS RNA연구단에서 진행했습니다. “DROSHA가 primary transcript를 자르면서 miRNA 생성이 시작된다”는 발견이 연구실의 시작이었던 만큼 miRNA 연구에 대한 방대한 노하우, 데이터, 리소스들이 쌓여 있어 이 연구가 가능했습니다.
외국에서 돌아보니 모두가 프로답게 연구하는 멋진 곳이었다는 생각이 듭니다. 각자 책임감 있게 최선을 다해서 연구하고 발표하고, 교수님도 늘 leading edge와 새로운 분야의 연구를 공부하시고 매 논문마다 문장 하나하나에 심혈을 기울이실 만큼, 모두가 do my best하는 곳이었습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
2년차이던 2016년에 프로젝트를 시작해 우여곡절 끝에 8년 만에 마무리했습니다. 포기하지 않고 최선을 다해서 마무리했다는 것에 대해 스스로에게 박수 쳐주고 싶습니다. 또 공동연구자들과 힘을 합쳐 완주했다는 점이 뿌듯합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
mRNA vaccine, mRNA therapeutics, gene therapy, precision medicine이 관심을 많이 받으면서 RNA 구조도 관심을 많이 받는 것 같습니다. 후배들이 도전해볼 수 있는 흥미로운 분야라고 생각합니다. 최근까지는 RNA 구조를 알기 위한 실험방법들이 많이 보고되었는데, 요즘은 단백질 구조처럼 컴퓨터로 예측하기 위한 노력이 쌓이고 있습니다. AlphaFold 이후에 단백질 구조 연구가 더 활발해졌듯이 이러한 흐름 가운데 다음 질문이 무엇일까 고민하면서 길을 찾아가면 좋지 않을까요?
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
지금은 보스턴에 있는 Broad Institute의 Sabeti lab에서 infectious disease 진단 연구를 하고 있습니다. 박사 과정 중 숙원이었던 실험도 새로 배우고 있습니다. 실험 하시는 분들, 해외에서 연구의 결실을 맺으신 분들에 대한 존경심이 새록새록 생기네요. 지금 연구실에서 virus와 infectious disease, 실험과 머신러닝을 잘 배워서 많은 사람들이 아프지 않을 수 있는 연구를 하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
뛰어난 능력으로 귀중한 실험 데이터를 만들어준 김보선 박사님, 김기준 박사님, 장하림 학생 정말 수고 많으셨고 고맙습니다. 오랜 기간 지지해주신 김빛내리 교수님과 중요한 코멘트와 제안을 해준 동료들 고맙습니다. 지금의 저를 있게 해준 천국에 계신 엄마와 본가 가족들, 사위를 늘 응원해주시는 처가 식구들 사랑합니다. 마지막으로 이 연구를 잘 마치게 해주고 지금도 연구자의 길을 계속 갈 수 있게 지지해주는 사랑하는 아내에게 감사와 사랑을 전합니다. 우리 아이들 소윤이, 우진이도 사랑해.
#마이크로RNA
#RNA 구조
#유전자 조절
댓글 작성 로그인
팝업 닫기관련 링크
연구자 키워드
소속기관 논문보기
관련분야 논문보기
