단백질 생산 RNA→신경세포 끝단까지 배달되는 비밀 풀었다

단백질 생산 RNA, 신경세포 끝단까지 어떻게 배달되나 봤더니'''' RNA는 DNA 유전정보에 따라 단백질을 만들도록 지시하는 역할을 한다. 그런데 세포 중심에서 생산된 이 RNA를 '누군가'는 신경세포 축삭(통로)을 통해 단백질 제조 현장인 세포 끝단으로 운반해야만 한다. '그 누군가'가 택배에 비유하면, 배송 표지판 역할을 하는 'm6A'다. 축삭은 보통 나노미터에서 마이크로 미터 길이지만, 최대 1m도 더 되는 길이도 존재한다. 윤기준 KAIST 생명과학과 교수 연구팀이 RNA 이동에 안내판 역할을 하는 'm6A'의 기능과 역할을 새로 규명했다. RNA가 제 때 필요한 단백질을 만들어내기 위해선 정확한 이동이 중요하다. 필요한 장소에 제 때 존재해야 정상 성장과 기능이 가능하다. 신경세포가 어떤 RNA를 골라 어떻게 멀리 떨어진 곳까지 보내는지를 이 연구팀이 밝혀낸 것. 연구팀은 'm6A' 메틸화 효소가 결핍된 생쥐 모델로 실험했다. 이 효소가 없는 실험쥐에서는 축삭 성장이 이루어지지 않는 것을 확인했다. 연구팀은 'm6A-SAC-seq' 기법을 활용해 생쥐 대뇌에서 'm6A'가 존재하는 위치를 단일 염기 수준으로 분석하고, 고해상도의 'm6A' 지도를 제작했다. 이를 통해 축삭 성장에 연관된 RNA가 다량의 'm6A'에 의해 표지돼 있고, 이러한 RNA의 공간적 이동에 'm6A'가 관여할 가능성을 확인했다. 연구팀은 또 'm6A'를 인식하는 단백질인 'YTHDF2'가 신경 세포에서는 RNA를 분해하는 역할 뿐만 아니라, RNA를 신경돌기와 축삭으로 수송하는 역할을 할 수 있다는 사실을 확인했다. 그동안 'YTHDF2'는 'm6A'가 표지된 RNA의 분해와 관련된 단백질로 알려져 있었다. 연구팀은 또 'YTHDF2'가 RNA 결합 단백질인 'FMRP'와 상호작용하고, 여기에 미세소관을 따라 물질을 이동시키는 운동 단백질인 'KIF5C'가 함께 작용함으로써 'm6A'가 표지된 RNA의 능동적 수송을 조절한다는 모델을 제시했다. 윤기준 교수는 전화통화에서 "m6A가 그동안은 RNA 안정성과 번역 등을 조졸하는 표시자 정도로 봤다. 기능을 다하고, 없어지는 물질로 봤다. 그러나 RNA 이동에서 표지판 태그 역할을 한다는 걸 새로 규명했다"며 ""향후 신경발달질환 및 퇴행성 뇌질환에서 RNA의 공간적 조절 이상이 질환 발생에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 데에도 기초적인 단서를 제공할 것"으로 기대했다. 연구는 구본상·황희선 KAIST 생명과학과 박사과정생과 아지트 쿠마르(Ajeet Kumar) 박사가 공동 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.