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김원용(Won Yong Kim) 저자 이메일 보기
전남대학교, 현 Washington State University
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The Arabidopsis U12-Type Spliceosomal Protein U11/U12-31K Is Involved in U12 Intron Splicing via RNA Chaperone Activity and Affects Plant Development[C],[W]
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명

지난 10여 년 동안, RNA biology 분야에 대한 연구가 활발히 수행되어 RNA 수준에서의 새로운 유전자 발현 조절 기작이 밝혀지고 있으며, 이러한 분자상에서의 조절들이 동식물의 발달과정에 중요한 역할을 한다는 연구결과가 발표되고 있습니다. 많은 진핵생물에서 두 가지 type의 인트론이(U2-type 그리고 U12-type) 발견되며, 이들은 서로 다른 RNA-단백질 복합체인 major spliceosome과 minor spliceosome에 의해 각각 splicing이 된다고 알려져 있습니다. 이번에 Plant Cell에 개제된 논문은 minor spliceosome complex 중의 하나인 U11/U12-31K 유전자의 발현이 억제되었을 때 대부분의 U12-type 인트론 splicing이 저해되었으며, 이러한 mRNA splicing의 결함이 식물발달과정에서 영양생장기에는 별다른 영향을 끼치지 않은 반면, 생식생장기에는 아래 그림과 같이 화서 길이가 짧아지는 등 다양한 형태학적인 결함이 발생한다는 연구결과를 보고한 것입니다.

(Modified version of figure 2A, Kim et al., 2010)

mRNA splicing, RNA 수송, mRNA 분해와 같은 RNA 대사에 관한 연구는 유전자 발현 조절 측면에서 세포생물학적으로 매우 중요하여 지금까지 많은 연구가 수행되어 왔으며, RNA 대사와 관련된 많은 유전자들의 기능이 밝혀졌습니다. 그러나, RNA-단백질 복합체는 매우 다양한 단백질로 구성되어 있으며 RNA 대사과정 중에 RNA-단백질간 상호작용이 매우 역동적으로 변화하기 때문에 연구하기 어려운 분야중의 하나입니다. Minor spliceosome splicing에 관한 연구는 몇몇 논문에서 mRNA 분해 또는 전사 속도 조절 측면에서 그 중요성에 대한 주장이 제기되었으며 (Patel et al., 2002; Hirose et al., 2004), 동물의 배아형성기에 중요한 역할을 한다는 보고가 있었으나 상대적으로 연구가 미진한 분야입니다 (Otake et al., 2002; K?nig et al., 2007). 이번에 발표한 논문은 minor spliceosome이 식물호르몬중의 하나인 지베렐린산과 연계하여 식물발달에 영향을 줄 수 있다는 점을 제시하였고, RNA 샤페론 활성을 갖는 단백질이 인트론 splicing에 중추적인 역할을 한다는 것을 보여주었습니다. 이번 논문을 통해 앞으로 동식물에서 minor spliceosome의 유전자 발현 조절에서의 역할과 발달학적 중요성이 더욱 조명을 받는 계기가 되고, 이 복합체를 구성하는 단백질들과 RNA간의 상호작용, 단백질들간의 상호작용과 이들의 분자적 기능에 관한 연구가 활성화 될 것으로 기대됩니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.

본 연구는 전남대학교 농업생명과학대학의 식물생명공학과에서 수행되었습니다. 식물생명공학과의 강훈승 교수님이 이끄는 식물분자생물학 실험실은 다양한 환경스트레스 조건에서 스트레스 저항성을 부여하는 RNA 결합 단백질과 non-coding RNA 들을 동정하고 그들의 기능을 규명하는 여러 가지 프로젝트를 진행하고 있습니다. 또한, World Class University(WCU) 프로그램에서는 식물뿌리에 기생하는 미생물들과 이들이 분비하는 대사물질들이 식물의 병 저항성과 환경스트레스 저항성을 유도하는 분자 기작을 밝히고, 이를 바탕으로 친환경 식물 병 방제와 스트레스 내성을 위한 원천기술을 개발하는 연구를 수행하고 있습니다.

3. 연구과정에서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

석사과정 시작할 때, 저희 식물생명공학과 교수님들께서 '논문 속에 답이 있고 길이 있다' 라는 말을 많이 해주셨습니다. 식물에서는 minor spliceosome에 관한 연구가 거의 되어있지 않아 관련 논문을 찾기가 어려웠습니다. 그러다가 동물에서는 기초연구가 어느 정도 되어있다는 걸 알게 되고, RNA biology 전문 저널들을 찾아보기 시작하였습니다. 처음에는 RNA biology 분야의 전문지식을 이해하는데 어려움이 있었지만, 리뷰 저널들을 읽어보면서 큰 그림을 파악할 수 있었습니다. 하나 둘씩 배경지식을 쌓은 후, 동물 쪽 연구논문을 읽으면서 제 연구분야와의 연결고리를 찾을 수 있었고 앞으로 어떤 실험을 해야 논문을 마무리 지을 수 있을지에 대한 아이디어도 얻을 수 있었습니다. 제가 석사기간 중에 느낀 점을 한마디로 요약하면 '역시 논문 안에 답이 있다'인 것 같습니다. 얼핏 보기에 서로 관련 없는 주제일지라도 논문을 읽다 보면 내 실험에 적용할 수 있는 실험방법이나 아이디어를 얻을 수 있는 것 같습니다. 처음 연구를 시작할 때만 해도 기능이 알려지지 않았던 'unknown gene' 을 분자적, 유전학적 연구방법을 통해 최초로 그 유전자의 기능을 규명한 것이 연구과정에서 느낀 자부심이 아닐까 생각합니다.

4. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

저는 현재 워싱턴주립대학 식물병리학과 박사학위과정에서 진균학을 공부하고 있으며. 병원균-숙주 특이적 상호작용에서의 분자적 기작과 서로 다른 병원형에서 분비되는 진균 독소들을 정성적으로 분석하고 그것들이 병원성에 미치는 영향을 정량화하는 연구를 수행하고 있습니다. 진균에 대해서 이제 공부를 시작하는 단계이지만 앞으로 진균 생활사 변천과정과 발병과정에서 일어나는 진균 또는 식물 체내의 RNA 대사조절에 대해서도 공부를 하고 싶습니다.

5. 감사의 말

먼저 항상 교육자로서의 참모습을 몸소 실천하시고 학문적인 것 이외에도 많은 가르침을 주신 강훈승 교수님께 감사 드립니다. 이 논문이 나오기까지 함께 수고한 현주, 민경 그리고 제가 학부생일 때부터 실험을 가르쳐 준 경진이 누나 외 전남대학교 식물분자생물학 실험실 식구들에게 고맙다는 말 전하고 싶습니다. 아울러 공부를 계속 할 수 있도록 지원해 주시고 저를 위해 기도해주시는 부모님, 외할머니, 형 그리고 은주, 항상 감사 드리고, 사랑합니다.

References

Abhijit, P.A, McCarthy, M., and Steitz, J.A. (2002). The splicing of U12-type introns can be a rate-limiting step in gene expression. EMBO J. 21: 3804-3815.

Hirose, T., Shu, M.-D., and Steitz, J.A. (2004). Splicing of U12-type introns deposits an exon junction complex competent to induce nonsense-mediated mRNA decay. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101: 17976-17981.

Otake, L.R., Scamborova, P., Hashimoto, C., and Steitz, J.A. (2002) The divergent U12-type spliceosome is required for pre-mRNA splicing and is essential for development in Drosophila. Mol. Cell 9: 439-446.

König, H., Matter, N., Bader, R., Thiele, W., and M?ller, F. (2007). Splicing segregation: The minor spliceosome acts outside the nucleus and controls cell proliferation. Cell 131: 718-729.
 등록일 2010-12-23
Category: Plant Science
  댓글 1
회원작성글 임가임가  (2011-01-04 13:07)
오빠 축하해용~~!! 멋져요!!
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