마이크로RNA 분해 기전 밝힌다!
마이크로RNA 분해 기전 밝힌다!
  • 임성희 기자
  • 승인 2024.06.28 16:25
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[이슈메이커=임성희 기자] 

마이크로RNA 분해 기전 밝힌다!

한재일 충남대 미생물·분자생명과학과 교수 / RNA분자유전학실험실(사진=임성희 기자)
한재일 충남대 미생물·분자생명과학과 교수 / RNA분자유전학실험실(사진=임성희 기자)

10여 년이 넘게 수수께끼로 남아있던 miRNA 분해 기전 실마리 밝혀 
아직 밝혀지지 않은 미지의 생명현상

이전에 RNA는 DNA와 단백질 사이의 중간자적인 입장으로 지나가는 보조물질로 인색 돼 연구자들의 큰 관심을 받지 못했다. 하지만 2006년 RNA 간섭현상을 연구한 연구자들이 노벨생리의학상을 수상하며 RNA는 학계에서 생명현상을 풀 핵심 키워드로 떠올랐다. 우리나라는 RNA 중에서도 마이크로RNA(microRNA, 이하 miRNA) 연구선진국이다. miRNA 발생과 기능에 관한 연구는 많이 이뤄졌는데, 분해 메커니즘에 관한 연구는 상대적으로 부족한 상황에서 관련 연구로 주목받고 있는 신진연구자가 있다. 어떻게 잘 작동하는지 아는 것도 중요하지만, 쓸모가 다했을 때 어떻게 없어지는지를 아는 것도 중요하다. 관련 생명현상에 대한 끊임없는 호기심으로 연구를 이어가고 있는 한재일 교수를 만나봤다.

‘SCIENCE’ 논문 보고로 큰 반향
miRNA는 mRNA 등과 결합해 유전자들이 정상적으로 작동하도록 단백질 발현을 통제하는 기능을 한다. 그래서 동식물 기관 형성, 생명체 탄생과 성장, 신호 전달, 면역, 신경계 발달, 사멸 등 생명현상 전반에서 결정적인 작용을 한다. 말 그대로 크기는 엄청 작지만, 그 역할은 생사를 좌우할 수 있을 만큼 강력하다. 실제로 miRNA가 파킨슨병이나 면역질환, 암 등 다양한 질환의 원인이 된다고 보고되고 있다. miRNA가 표적 전사물에 의하여 분해가 유도된다는 보고가 있었던 건 2010년이지만 과학적 규명이 이뤄지지 않은 상태에서 한재일 교수는 박사후연구원 과정 중 10여 년이 넘게 수수께끼로 남아있던 miRNA가 분해되는 메커니즘의 실마리(target-directed miRNA decay(TDMD))를 밝혔고 2020년 ‘SCIENCE’에 보고 하며 큰 주목을 받았다. “전장 유전체 CRISPR 스크리닝을 이용하여 TDMD에 중요한 유전자들을 발굴하고 그 메커니즘을 제시하였습니다. miRNA 조절 관련 연구를 하는 연구자들이 나아가야 할 방향을 제시한 점에서 큰 의의가 있다고 생각합니다” 그는 이 연구로 2023년 9월 충남대에 부임해 관련 분야를 선도하며 연구를 진행하고 있다. 

miRNA 분해 기전 연구가 인간 생명에 ‘왜’ 중요한가?
한재일 교수는 ‘SCIENCE’ 논문 관련 후속 연구를 진행하며 ‘표적 전사물에 의한 microRNA 분해 메커니즘 규명과 동물 발달에서의 생리학적 역할’ 주제로 2024 신진연구자 과제에 선정됐다. “유비퀴틴 접합 효소에 의해 miRNA가 분해되는 메커니즘을 분자 수준에서 규명하고 miRNA 분해 과정의 동물 배아 발달 조절에서의 생리학적 역할을 이해하며 TDMD가 동물의 신체 크기 및 발달을 조절하는 메커니즘을 규명해 내고자 합니다”라며 “miRNA 분해 연구는 세계적으로 아직 개척되지 않은 연구 분야이고, 연구자들도 희소하지만, 꼭 해야만 하는 연구로는 인식되고 있습니다. 이번에 선정된 과제는 본 연구실이 TDMD 연구를 선도하는 실험실로 나아갈 수 있는 발판을 마련해 줄 것이며 연구의 결과로 그동안 생성과 기능에 관한 연구에 치중해왔던 miRNA 분야의 새로운 방향을 제시하려 합니다”라고 밝혔다. 덧붙여 “본 연구를 통해 치료약물로 활발히 사용되고 있는 miRNA/siRNA의 활용에 새로운 방향을 제시할 수 있으며 인간 성장 이상과 관련된 질병들에 대한 효과적인 치료 및 예방 전략을 개발하는 데 도움을 줄 것이라 기대하고 있습니다”라고 말했다. 그는 자신의 연구가 특정 생물학적 과정에 필요한 유전자를 찾아내는 데 특화돼 있다며 연구방법론으로 전장 유전체 CRISPR 스크리닝을 소개했다. 그의 RNA분자유전학실험실에서는 크게 3가지 분야에서 연구가 이뤄지고 있다. 첫 번째는 ‘miRNA 분해 기전 연구가 왜 중요한가?’라는 질문을 하며 인간 생명에 미치는 영향을 찾는 연구이고 두 번째는 mRNA(메신저 RNA) 분해 기전 연구, 마지막은 RNA의 잘못된 조절로 발생하는 인간 질병을 치료하는 약물타겟을 발굴하는 것이다. 그는 첫 번째와 두 번째 기초연구를 탄탄히 해서 세 번째 응용연구로까지 이어가겠다는 바람이다.

한재일 교수는 학생들에게 실패를 두려워하지 말라며 자신감을 갖고 많이 도전하길 당부했다.(사진=임성희 기자)
한재일 교수는 학생들에게 실패를 두려워하지 말라며 자신감을 갖고 많이 도전하길 당부했다.(사진=임성희 기자)

“수많은 실패 겪으며 진정한 연구의 길 깨달아”
학부를 졸업하고 교수가 되겠다는 생각으로 미국으로 건너가 15년간 연구를 지속하며 miRNA 분해 기전 연구의 새 지평을 연 한재일 교수는 진짜 교수가 돼 자신의 연구와 교육을 하고 있다는 것에 큰 행복과 만족을 느낀다고 했다. 인간 생명현상을 분자 단위로 연구하고 파악하는 것에 어려움을 느낄 법도 하지만 그는 연구하면서 힘든 적은 없었다고 말했다. 미개척된 연구 분야에 대한 호기심으로 가득 차, 그는 연구에의 열정을 불태우고 있었다. 그가 연구 일상을 소개하는 모습은 굉장히 평화로웠다. 하지만 실상은 호수 위 백조처럼 보이는 모습은 평화롭지만, 물밑의 다리는 쉼 없이 움직이듯 그 역시도 치열한 연구 일상을 매일같이 보내리라는 생각이 들었다. 생명현상을 탐구하면서 수없는 가설을 세우고 증명하고 실패하면서 수많은 시행착오를 겪어 지금에 왔을 그이기에, 더더욱 연구 과정과 실패에 의연할 수 있으리라 생각한다. “제가 뭘 잘하는지 알고 있으니까 막연한 미래에 대한 두려움은 없습니다. 저는 아직 우리가 밝혀내지 못한 생명현상의 신비를 탐구하는 데 중점을 두고 연구해나가려고 합니다” 그의 miRNA 분해 기전 연구가 우리나라가 miRNA 연구선진국으로 인정받는 데 큰 역할을 하길 기대해본다.
 

 

 


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