빛으로 암세포의 '단백질 합성' 조절한다

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 암세포, 신경세포 등 다양한 세포의 단백질 합성을 조절할 수 있는 기술을 개발했다. 특정 세포의 유전정보 전달을 조절해 단백질 합성을 제어하는 기술로, 향후 암세포 전이, 신경질환 등의 치료에 기여할 것으로 예상된다.

기초과학연구원은 허원도 인지 및 사회성 연구단 초빙연구위원, 이상규 연구위원 연구팀이 빛을 이용해 유전정보를 전달하는 전령RNA와 단백질을 생성하는 리보솜의 결합을 제어해 단백질 합성을 조절하는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.

특정 세포의 단백질 합성조절

연구팀이 개발한 기술은 살아있는 세포에 청색광을 비춰 세포 내 특정 전령RNA 이동 및 단백질 합성을 조절하는 mRNA-LARIAT 광유전학 기술이다. 기존에는 화학요법을 통해 전체 세포의 RNA 이동을 조절할 수 있었지만 특정 세포의 RNA만 조절하기는 힘들었다.

연구팀은 빛의 유무에 따라 RNA의 이동을 조절할 수 있다는 사실을 알아내고 이같은 기술을 개발했다. DNA의 유전정보는 RNA를 타고 단백질 생성공장인 리보솜으로 향한다. 이 과정에서 청색광을 RNA에 비추면 RNA가 빛에 갇히면서 리보솜과 격리된다. 유전정보가 들어오지 않으니 단백질 합성도 감소하게 되는 것이다.

연구팀은 베타액틴(β-actin) 단백질 합성에 관여하는 전령RNA에 mRNA-LARIAT 기술을 적용했다. 베타액틴 단백질 합성에 관여하는 전령RNA에 청색광을 비추니 세포 골격 구성 및 이동 기능이 제대로 이뤄지지 않았다. 베타액틴 단백질 합성 효율도 최대 90%까지 떨어지는 것을 확인했다.

RNA 관련 질병 연구에 응용

연구팀은 살아있는 세포 내 RNA의 위치와 합성되는 신생단백질의 기능을 보다 효율적으로 연구할 수 있게 될 것으로 봤다.

허원도 교수는 "mRNA-LARIAT 광유전학 기술을 활용하면 암세포, 신경세포 등 다양한 세포 내 전령RNA 이동 및 단백질 합성을 빛으로 조절할 수 있다"며 "앞으로 암세포 전이, 신경질환 등 전령 RNA관련 질병 연구에 응용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 네이처 셀 바이올로지 18일 오전 1시(한국시간) 온라인 판에 실렸다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr